Устройство для испытаний на прочность образцов морского льда Советский патент 1982 года по МПК G01N3/10 

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ НА ПРОЧНОСТЬ ОБРАЗЦОВ МОРСКОГО ЛЬДА

Изобретение относится к испытания на прочность пористых материалов,, в частности морского льда, и позволяет производить его испытания в лабораторных условиях, близких к натурным. Известно устройство для испытаний морского льда в естественных условия содержащеэ элемент сваи, который вда ливают в ледовый покров в горизонтальной плоскости с. помощью гидравлического домкрата l. Недостатком известного устройства является его громоздкость, трудность транспортировки и невозможность использования в комфортных условиях лаборатории. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемо му эффекту является устройство для испытаний на прочность обр.азцов мо|5с кого льда, содержащее камеру, сообщенную с источником давления среды, и эластичную оболочку для образца, размещенную внутри камеры Недостаток устройства заключается в отклонении условий испытаний от натурных вледствие того, что устройство позволяет создавать только равномерное нагружение образца по всем направлениям, а также отсутствует возможность удаления из эластичной оболочки избыточной жидкой фазы (рассола) , которая, перемещаясь под действием давления среды, приводит к нарушению послойного распределения жидкости в образце. Цель изобрэтения - приближение условий испытаний к натурным. Поставленная цель достигается тем, что устройство для испытаний на прочность образцов морского льда, содержащее камеру, сообщенную с источником давления среды, и эластичнуо оболочку для образца, размещенную внутри камеры, снабжено держателем образца, выполненным в виде пластины с иглами для упора в образец и прикрепленной к пластине перфори- , рованной трубки, служащей для удаления из эластичной оболочки избыточной жидкости фазы и герметично уплотненной на выходе из эластичной оболочки и камеры, а последняя выполнена из эластичного материала. На фиг,1 изображено устройство до начала испытаний; на фиг.2 устройство при испытании o6pa3iia на разрушение. Устройство содержит камеру 1, выполненную из эластичного материала и сообщенную через обратный клапан 2 с источником давления среды (не показан, в качестве которой используется воздух, эластичную оболочку 3 для .образца Л, размещенную внутри камеры 1, держатель образца 4, выполненный в виде пластины 5 с иглами 6 для упора в образец 4 и прикрепленный к пластине 5 перфорированной трубки 7, служащей для удаления из эластичной оболочки 3 избыточной жидкой фазы и герметично уплотненной выше перфораций 8 на выходе из эластичной оболочки 3 и камеры 1 при помощи шнуров 9. При испытании образца 1 на разрушение применяется пресс (не показан) с горизонтально расположенными плитой 10 и штоком 11 Устройство работает следуюи1им образом. Выпиленный образец k помещают в эластичную оболочку 3, накладывают на его верхнюю грань пластину 5 держателя так, чтобы иглы 6 вошли в образец 4, и герметично уплотняют трубку 7 держателя на выходе из элас тичной оболочки 3 с помощью шнура 9. Затем помещают оболочку 3 в камеру 1 и аналогичным образом уплотняют трубку 7 на выходе из камеры 1. После этого подают в камеру 1 через кла пан 2 сжатый воздух, который, воздействуя на оболочку 3, прижимает ее к граням образца 4, изгоняя воду, находящуюся вне образца t по перфора циям 8 и трубке 7. Прижатая к граням образца оболочка 3 препятствует вы теканию из него жидкой фазы (рассола),а воздействие сжатого воздуха на оболочку 3 в известной мере заменяет .воздействие на образец k сило вых реакций массива льда, подледной воды, сил гравитации и атмосферного давления. Для определения статического нагружения на образец Ц устройство помещают в термостат в вертикальном положении, подвешивая его за трубку 7. При .испытании образца 4 на разрушение устройство в вертикальном положении помещают между плитой 10 и штоком 11 пресса, под действием которого деформируется камера 1, выполненная из эластичного материала, так что образец 4 оказывается зажатым между плитой 10 и штоком 11. При этом реакция плиты 10 выполняет роль сопротивляющегося массива льда, а воздействие сжатого воздуха воспроизводит атмосферное давление, вес ледового покрова и реакцию подледной воды. Предлагаемое изобретение позволяет с высокой точностью и производительностью проводить в лабораторных условиях испытания образцов морского льда. Формула изобретения Устройство для испытаний на прочность образцов морского льда, содержащее камеру, сообщенную с источником давления среды, и эластичную оболочку для образца, размещенную внутри камеры, отличающеес я тем, что, с целью приближения условий испытаний к натурным, оно снабжено держателем образца, выполненным в виде пластины с иглами для упора в образец и прикрепленной к пластине перфорированной трубки, служащей для удаления из эластичной оболочки избыточной жидкой фазы и герметично уплотненной на выходе из эластичной оболочки и камеры, а последняя выполнена из эластичного материала. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Ледовые исследования для проведения буровых и эксплуатационных работ в условиях Азовского моря. Обзорная информация, М., Мингазпром, Вып., 1979. 2.Авторское свидетельство СССР ff 221969, кл. G 01 N 3/10, 1966 (прототип).