Устройство для испытания призматических образцов на многоосное комбинированное напряженное состояние Советский патент 1982 года по МПК G01N3/08 

Цель изобретения - расширение диапазона испытания и повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем что в устройстве для испытания призматических образцов на многоосное комбинированное напряженное состояние, содержащем опорную плиту, закрепленный на ней держатель образца и установленные нагрузочные приспособления, передащие нагружение на образец по трем осям, выполненные в виде силовых цилиндров на выходном элементе каждого из которых укреплен подпятник, контактирующий с образцом и измерительные приспособления, фиксирующие нагрузку на образец по трем осям, каждый силовой цилиндр выполнен двуЛпоршневым с.корпусом, перемещаемым по оси, фиксируемым в зада ном положении и имеющим ступенчатую внутреннюю полость меньшего диаметра со стороны нагружения, большего со стороны, выходных элементов, Кроме того, подпятник выполнен составным из ступенчатого основания прокладки, установленной на ступени о и подвижного относительно ступени элемента, перемещаемого в направлении, перпендикулярном оси нагружения, и имеющего с основанием шлицевое соединение. На фиг, 1 изображено предлагаемое устройство для испытания призматических образцов на многоосное растяжение} на Лиг„ 2 - то же, многоосное сжатие; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2, на фиг. - подпятник силового цилиндра Устройство для испытания призматических образцов на многоосное ком бинированное напряженное состояние содержит опорную плиту 1, на которо закреплен держатель 2 образца 3. На опорной плите 1 по трем ее осям установлены кронштейны с пазами 5 в которых размещены с возможностью перемещения вдоль продольной оси на грузочное приспособления,, в виде си ловых двухпоршневых цилиндров, выполненных в виде корпуса 6 со ступенчатой внутренней полостью 7 мень шего диаметра и полостью 8 большего диаметра, расположенного в последнем поршне 9 со штоком 10 поршня 11 расположенного в полости 7 и соединенного с помощью шарнира 12 с винтом 13, на конце которого установлена рукоятка k. Винт 13 размещен

в гайке 15, закрепленной на кронштейне 4, При этом рабочей поверхности поршня 11 болыие площади р збомей поверхности штока 10 во столько раз, во сколько усилие сжатия больше усилия растяжения. Для фиксации корпуса 6 в заданном положении на его поверхности выполнен паз 16, а в кронштейне k установлен поворотный цилиндрический фиксатор 17. К штоку 10 подсоединен выходг;ой элемент в виде переходника 18 и подвижного вкладыша 19, на торцовой поверхности которого укреплен подпятник 20.

Держатель 2 образца 3 выполнен кубической формы и каждая его грань 21 имеет цилиндрические окна 22, в которых со стороны силовых цилиндров установлены подвижные вкладыши 19, а в трех противоположных им (при режиме растяжения образца З) установлены неподвижные вкладыши 23. При режиме сжатия образца 3 подпятник 2П выполнен составным из ступенчатого основания , прокладки 25, установленной на ступени 26, и подвижного относительно ступени 2б элемента 27. перемещаемого в направлении, перпендикулярном оси нагружения, и имеющего с основанием 2k шлицевое соединение 28. При режиме сжатия образца неподвижные вкладыши 23 выполнены составными из основания 29 и шарнирно соединенного с ним элемента 30, который установлен в окне 22 грани 21, а подпятник 20 шарнирно соединен с подвижным вкладышем 19 Для фиксирования нагрузки на образец 3 при испытании на корпусе 6 силовых цилиндров установлены измерительные приспособления в виде манометров 31 и 32, Устройство для испытания призматических образцов на многоосное комбинированное напряженное состояние работает следующим образом При испытании на многоосное сжатие образец 3 устанавливают в держателе 2 с помощью неподвижных вкладышей 23 и подпятников 20. Нагрузку на образец 3 создают посредством вращения винта 13 рукояткой 1 по часовой стрелке, при этом корпус 6 силового цилиндра перемещается вправо, до тех пор, пока паз 16 не совпадает с цилиндрическим поворотным фиксатором 17. После чего фиксатором 1 закрепляют корпус 6. При дальнейшем вращении винта 13 а полости / созда ется давление, обусловленное тем, что одновременно с поршнем 11 перемещаются и поршень 9 со штоком 10 до упора в подвижный вкладыш 19. Подвижный вкладыш 19 передает усили на ступенчатое основание 2, подвиж ный элемент 27 и соответствующую плоскость образца 3« Противоположная плоскость образц 3 опирается на основание 29 и шарни но соединенный с ним элемент 30 неподвижного вкладыша 23„ Аналогично создают давление на образец 3 по ка дой оси. При этом давление на обра зец 3 осуществляется равномерно за счет шарнирной установки подпятников 20 и основания 29 с элементом 30 неподвижных вкладышей 23 и конструктивного выполнения подпятника 20 в виде ступенчатого основания прокладки 25 и подвижного элемента 27. Манометры 31 и 32 фиксируют величину давления, разрушающего образец 3. При испытании на многослойное растяжение образец 3 устанавливают в держателе 2 с помощью неподвижных вкладышей 23 и подпятников 20, которые скрепляют с образцом 3 с помо щью клеющей композиции (например, эпоксидным компаундом К-133, К-139 и ТоП.). При этом фиксатор 17 устанавливают в положение, которое не ограничивает перемещения корпуса 6 силового цилиндра. Нагрузку на образец 3 создают по средством вращения винта 13 рукояткой Ц против часовой стрелки, при этом поршень 11 перемеи ается влево до упора в корпус 6, после чего начинается перемещаться корпус 6, передавая усилие на выходные элементы переходни к 18 и подвижный вкладыш 19, подпятник 20 и образец 3. Дналогично создают давление на образец 3 по каждой оси о Манометр 32 фиксирует величину давления, разрушающего образец 3 Применение предлагаемого устройства позволяет производить как одно осные, так и многоосные испытания призматических образцов как на растя жение, так и на сжатие без какоголибо перемонтажа. Причем усилия на рукоятках винтов остаются практически равными как при усилиях растяже5ния, так и при сжатии. Это достигается тем, что поршень 11, расположенный в полости 7, имеет плацадь рабочей поверхности, превышающую площадь рабочей поверхности штока 10 во столько раз, во сколько усилие сжатия превышает усилие растяжения. Использование ручного привода в устройстве позволяет варьировать усилия по осям без какой-либо переналадки гидравлической системы устройства. Это значительно упрощает испытание, а также повчшает точность измерений. Формула изобретения 1. Устройство для испытания призматических образцов На многоосное комбинированное напряженное состояние, содержащее опорную плиту, закрепленный на ней держатель образца и установленные нагрузочные приспособления, передающие нагружение на образец по трем осям, выполненные в виде силовых цилиндров на выходном элементе каждого из которых укреплен подпятник, контактируюи)ий с образцом, и измерительные приспособления, фиксирующие нагрузку на образец по трем осям, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона испытания и повышения точности измерения, каждый силовой цилиндр выполнен двухпоршневым с корпусом, перемещаемым по оси, фиксируемым в заданном положении и имеющим ступенчатую внутреннюю полость меньшего диаметра со стороны нагружения, а большего - со стороны выходных элементов. 2о Устройство по п. 1, отличающееся тем, что подпятник выполнен,составным из ступенчатого основания, прокладки, установленной на Ступени, и подвижного относительно ступени элемента, перемещаемого в направлении I перпендикулярном оси нагружения, и имеющего с основанием шлицевое соединение Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № , кл. G 01 N 3/08, 1970. 2,Авторское свидетельство СССР № 461333, кл, G or N 3/08, 1971 (прототип). /Jv

ff /r f // 7