CS256892B1 - Způsob vyšetřování deformačních a pevnostních vlastností vzorků křehkých materiálů, zvláště hornin - Google Patents

Abstract

Řešení se týká způsobu vyšetřování deformačních a pevnostních vlastností křehkých materiálů, zvláště hornin, na vzorcích zatěžovaných elektrohydraulickým zatěžovacím strojem se stabilizací nebo programovým řízením vzdálenosti mezi čelistmi, vyvozujícími axiální tlak na vzorek. Účelem řešení je omezit přechodné zvýšení deformace objektu zatěžovaného zařízením s konečnou tuhostí, které vzniká po náhlém poklesu reakce zkoušeného vzorku při jeho deformování za mezí pevnosti, a zabránit jeho lavinovitému úplnému rozrušení. Při vyšetřování vlastností vzorku zatěžovacím strojem s regulací deformace podle podažovaného průběhu se průběžně sleduje vznik náhlých poklesů reakce vzorku, zjišťuje jejich velikost a po každém poklesu, jehož hodnota převyšuje prahovou hodnotu, se přídavně působí na hydromotor stroje odlehčovací dávkou pracovní kapaliny, která je závislá na zjištěné velikosti poklesu. Snížení tlakové síly hydromotoru je rovno nebo větší než velikost náhlého poklesu reakce, která může být zjišťována pomocí snímače dynamické složky síly, vloženého mezi vzorek a přítlačnou část stroje nebo nepřímo ze změřeného zrychlení přítlačné součásti.

Description

Vynález se týká způsobu vyšetřování deformačních a pevnostních vlastností křehkých materiálů, zvláště hornin na vzorcích zatěžovaných elektrohydraulickým zatěžovacím strojem se stabilizací nebo programovým řízením vzdálenosti mezi čelistmi stroje, vyvozujícími axiální tlak na vzorek.

Vyšetřování deformačních a pevnostních vlastností hornin nebo stavebních materiálů se provádí nejčastěji na elektrohydraulickýoh zatezovacích strojích s regulátorem zvolené výstupní veličiny. Častým požadavkem je takové působení stroje na vzorek sevřený mezi jeho čelistmi, aby deformace vzorku určená jako změna vzdálenosti mezi svíranými plochami vzorku byla v určité fázi experimentu konstantní nebo aby se měnila, zpravidla velice pomalu, podle předem dané časové závislosti. Tento úkol plní regulátor odvozující akční· signál, působící na hydromotor stroje, z rozdílu žádané a změřené hodnoty deformace. Regulátor při změnách reakce vzorku tak zajištuje, že se automaticky kompenzuje vliv mechanické poddajnosti zatěžovacího stroje. Stroj s uvedenou zápornou zpětnou vazbou se v ustáleném nebo pomalu měnícím stavu chová prakticky jako ideální stroj s nekonečnou tuhostí.·Zatěžování vzorku se provádí bud pouze jako jednoosé, nebo za současného působení hydrostatického tlaku.

Kdykoliv v průběhu zatěžování dojde k částečnému rozrušení vzorku projevujícímu se náhlým poklesem reakce, kterou vzorek působí na čelisti stroje, vzniklá nerovnováha sil způsobí přechodný děj v celém zatěžovacím systému, během něhož nastává mj. přechodné sblížení a rozkmitání čelistí. Působením záporné zpětné vazby se po určité době obnoví stav, kdy skutečná hodnota deformace je opět rovna žádané hodnotě, za předpokladu, že mezitím nedošlo k novému částečnému rozrušení vzorku, například vznikem nebo spojením dalších trhlin.

Doba, za kterou zpětná vazba obnovuje žádaný stav, popřípadě účinek, s jakým se'tlumí kmity vzniklé v systému při přechodném ději, je závislá pro daný zatěžovací stroj na nastavení regulátoru. Nemůže být libovolně zkrácena, například zvyšováním zesílení regulátoru, protože je nutno zároveň brát ohled na stabilitu regulačního obvodu.

Dočasné sblížení čelistí po částečném rozrušení vzorku způsobuje nežádoucí dodání energie ze stroje do vzorku, které jednak zkresluje podmínky a výsledky experimentu, jednak v určité fázi částečného rozrušení vzorku může tento experiment zcela znemožnit, pokud způsobí lavinovitý, nestabilní proces, při kterém energie dodaná vzorku strojem při každém částečném rozrušení vzápětí vyvolává další částečná rozrušeni. Vytváří se tak rychlý sled dílčích rozrušení, navenek se projevující jako jednorázové úplné rozrušení vzorku.

Tím se podmínky experimentu liší od hypotetické situace v horninovém masivu, kdy existuje zanedbatelná výměna energie mezi určitým vyčleněným objemem horniny, ve kterém dochází k částečnému rozrušování a obklopujícím tento vyčleněný objem ostatním masivem, který lze považovat za téměř ideálně tuhý z hlediska vyčleněného objemu.

Uvedený nedostatek například značně omezuje rozsah proveditelných experimentů i výběr zkoumaných hornin při laboratorním vyšetřování procesu deformování a postupného rozrušování hornin v podmínkách jednoosého tlaku, popřípadě kombinovaného s hydrostatickým tlakem.

Tento nedostatek do značné míry odstraňuje podle vynálezu způsob vyšetřování deformačních a pevnostních vlastností vzorků křehkých materiálů, zvláště hornin, jednoosým tlakem v případné kombinaci s hydrostatickým tlakem pomocí zatěžovacího stroje s řízením průtoku pracovní kapaliny působící na jeho hydromotor a s regulací skutečné hodnoty deformace podle žádané hodnoty dané programem zatěžování. Podstatou způsobu podle vynálezu je, že se průběžně sleduje vznik náhlých poklesů alespoň jedné z obou reakcí, kterými zatěžovaný vzorek působí na čelist zatěžovacího stroje, zjisřuje se velikost těchto poklesů, která se potom porovnává se zvolenou prahovou hodnotou. Je-li velikost poklesu větší než zvolená prahová hodnota, působí se přídavně na hydromotor odlehčovací dávkou pracovní kapaliny v závislosti na zjištěné velikosti náhlého poklesu jedné reakce vzorku nebo na průměru zjištěných velikostí náhlých poklesů dvou reakcí působících na protilehlých stěnách vzorku.

Na hydromotor lze přídavně působit s odlehčovací dávkou kapaliny, pří které snížení tlakové síly vyvolané hydromotorem se rovná velikosti náhlého poklesu reakce vzorku, je-li účelem co nejpřesnější kompenzace účinku poklesu reakce na velikost deformace po odeznění oscilující složky přechodného děje.

Lze také na hydromotor přídavně působit odlehčovací dávkou kapaliny, při které je snížení tlakové síly vyvolané hydromotorem větší než velikost náhlého poklesu reakce vzorku, je-li účelem maximálně snížit první překmit oscilujícího přechodného průběhu deformace vzorku.

Lze použít odlehčovací dávky pracovní kapaliny odpovídající konstantnímu, s výhodou maximálnímu průtoku po dobu úměrnou velikosti odlehčovací dávky.

Způsob vyšetřování deformačních a pevnostních vlastností křehkých materiálů, zvláště hornin, má řadu výhod. Umožňuje snížit interakci, tj. výměnu energie mezi zatěžovacím strojem a vyšetřovaným vzorkem při náhlém poklesu jeho reakce, přiblížit podmínky zatěžování v laboratoři ke skutečným podmínkám in šitu, prodloužit trvání fáze experimentu, při které dochází ' k postupnému rozrušování vzorku, dosáhnout většího stupně částečného rozrušení vzorku před záměrným ukončením zatěžování ještě před úplnou ztrátou jeho celistvosti za účc-žlem prozkoumání jeho struktury, rozšířit výzkum na prakticky významné horniny, které jsou bez použití vynálezu pro laboratorní vyšetřování procesu rozrušování příliš křehké. V důsledku umožňuje zvětšit rozsah a adekvátnost informací, získávaných o deformačních a pevnostních vlastnostech různých hornin a jiných materiálů při jejich laboratorním vyšetřování a přispět tak k lepšímu poznání procesů předcházejících zemětřesením a důlním otřesům, popřípadě obdobných procesů v technických objektech a jejich částech z přírodních nebo umělých materiálů.

Podstata způsobu podle vynálezu bude vysvětlena na zjednodušeném příkladu zatěžovacího zařízení schematicky na zobrazeném na připojeném výkresu, kde na obr. 1 jsou uvedeny jen ty části, které jsou nezbytné pro výklad navrženého způsobu a na obr. 2 je vysvětlen vznik přechodového procesu v zařízení podle obr. 1 při částečném rozrušení vzorku a účinek způsobu podle vynálezu.

Pro vysvětlení způsobu podle vynálezu je uveden nejprve příklad zatěžovacího zařízení, na kterém lze způsobu použít, které však samo o sobě není předmětem vynálezu. Tento příklad, vyobrazený na obr. 1, je značně zjednodušen, ve schematickém zobrazení nejsou uvedeny takové samozřejmé konstrukční prvky, jako jsou například spojovací členy. Zařízení sestává z tuhého zatěžovacího rámu 1_/ hydromotoru 2 s pláštěm 21 a pístem 22 spojeným s pístnici 23, která je spojena s první čelistí 31, a z druhé čelisti 33 spojené se snímačem 4. síly. Hydromotor 2_ a snímač 4_ síly jsou spojeny s protilehlými stranami rámu 2· Výsledná setrvačná hmota první čelisti 31 je případně zvýšena pevným připojením prvního přívažku 32., výsledná setrvačná hmota druhé čelisti 33 je případně zvýšena pevným připojením druhého přívažku 34. Mezi čelistmi 31 a 33 je sevřen zkoumaný vzorek _5 horniny. S čelistmi je spojen snímač jejich vzdálenosti, d, který není zobrazen. Tlaková síla F působící na píst 22 je vyvolávána stlačenou kapalinou v první komoře 24 hydromotoru na jeho straně spojené s rámem _!· Množství této kapaliny, vyjádřené její hmotnosti Μθ, lze měnit přiváděním nebo odváděním kapaliny přes dva nevyobrazené elektrohydraulické převodníky příslušně spojené s regulačním hydraulickým kanálem 25. a kompenzačním hydraulickým kanálem 26.. Naznačené Šipky u symbolů příslušných průtoků Q_R a Q_K ukazují, v jakém směru jsou v popisu funkce tyto průtoky považovány za kladné.

Ve vyváženém stavu, tj. prakticky v průběhu celého zatěžování kromě dále popsaného přechodného děje, je velikost tlakové síly F rovna reakci R, jíž vzorek 2 působí na první čelist 31, ^a síle, kterou měří snímač 4. síly.

Případný vliv tíže jednotlivých částí zatěžovacího zařízení a vzorku j> se neuvažuje, protože není pro výklad podstaty vynálezu významný.

Na obr. 3 je naznačena původní délka D nezatíženého vzorku 5_> která se v průběhu zatěžování postupně zmenšuje o posuv x čelisti 3 3. i pístu 2 2 podle vztahu d(t) = D - x(t) (1) .

Pro jednoduchost výkladu podstaty způsobu podle vynálezu se předpokládá bez ztráty obecnosti závěrů, že jedinými pružnými prvky, tj. prvky s konečnou tuhostí, jsou vzorek horniny 5 a sloupec kapaliny v první komoře 24, což znamená, že celý systém má při daném množství Μθ kapaliny pouze jediný stupeň volnosti a stav systému je úplně popsán například posuvem x a jeho derivací i. Za dalších zjednodušujících předpokladů, že uvedené pružné prvky jsou pro malé kmity lineární a že tření pístu 22 a pístnice 23 lze idealizovat'viskózním třením úměrným rychlosti pístu 22, celý systém, pokud je vychýlen z rovnovážné polohy a regulační hydraulický kanál 25 a kompenzační hydraulický kanál 26 jsou uzavřeny, se vrací do této rovnovážné polohy exponenciálně tlumenými harmonickými kmity.

Z těchto předpokladů vychází zobrazení přechodného děje na obr. 2, který sestává ze tří navzájem souvisejících diagramů D^, 03, D^.

Na diagramu Dj, kde pořadnicí je posuv x a souřadnicemi jsou tlaková síla F a reakce R vzorku, v diagramu dále rozlišené pro různé režimy příslušnými indexy u symbolů F a R, je křivkou R s naznačeným přerušením zobrazení podél osy x znázorněn průběh závislosti reakce B vzorku na posuvu x až do bodu E^. Konkrétní tvar této závislosti je při dostatečně pomalém zvětšováni posuvu x dán Teologickými vlastnostmi vzorku. V podstatě jde o kombinaci elastické a plastické deformace, při které dochází i k postupnému přetváření vnitřní struktury vzorku. Směrnice tečny ke křivce R_r v bodě je menší než směrnice přímky R^^, odpovídající okamžité tuhosti vzorku, tj. tuhosti, kterou by v bodě vzorek vykázal při dostatečně rychlé změně x v okolí bodu E^. Bod E^ je rovnovážným bodem, v kterém je reakce vzorku R = R_r(Ep rovna tlakové síle F=F^(E^), která odpovídá určité hodnotě množství kapaliny. Charakteristika stroje, tj. závislosti vyvozené tlakové síly F na posuvu x při Μθ je dána přímkou F^, jejíž směrnice vyjadřuje tuhost sloupce kapaliny v první komoře 24 a χθ^ je hodnota posuvu x, při ktoré by tlaková síla F byla nulová.

Budiž předpokládáno, že v čase dojde k částečnému náhlému rozrušení vzorku. Protože vzhledem k setrvačnosti dolní čelisti 31 s připojenými pistnicí 23, pístem 22 a případným dolním přívažkem 32 se okamžitě nemůže změnit posuv x, bod zobrazující na diagramu reakci R vzorku 5 se v zanedbatelně krátkém čase, odpovídajícím trváni procesu částečného rozrušení vzorku, přemístí do bodu A, který odpovídá snížené hodnotě reakce R po částečném rozrušení vzorku.

V diagramu D^, zobrazujícím závislost reakce R na čase t, se tento úsek děje projeví jako náhlý pokles reakce R o velikosti A.R v čase t^. Pro rychlý přechodný proces, který bude následovat, se vzorek chová přibližně jako pružné těleso s přímkovou charakteristikou R^. Sklon této charakteristiky se obecně může lišit od sklonu charakteristiky R^, který odpovídá okamžité tuhosti v bodě E^.

Budiž zatím předpokládáno, že oba hydraulické kanály 25 a 26 jsou uzavřeny a že proto množství kapaliny v prvni komoře 24 jsou neproměnné, Μθ = Μθ^. Rovnovážnému stavu odpovídá průsečík E^ charakteristiky F^ stroje s charakteristikou vzorku · Rúyby byl systém netlumený, pohyboval by se zobrazující bod na charakteristice R^ vzoxhu harmonicky mezi body A, A', symetricky položenými vzhledem k bodu E^» s frekvencí danou jednak součtem tuhostí sloupce kapaliny a vzorku, jednak celkovou hmotností kmitajících částí, tj. pohyboval by se harmonicky mezi odpovídajícími přímkami 101 a 102 na diagramu D2 a mezi odpovídajícími přímkami 201 a 202 na diagramu zobrazujícím závislost posuvu x na čase t. Vzhledem ke ztrátám je pohyb tlumený, průběh R(t) zobrazený křivkou 105 na digramu D2 se ustaluje k rovnovážné hodnotě dané přímkou 103 a průběh x(t) zobrazený křivkou 205 na diagramu se ustaluje k rovnovážné hodnotě dané přímkou 203. Přímky 103 a 203 odpovídají rovnovážnému bodu

Jestliže se z první komory 24 odčerpá takové množství kapaliny, že stroj po ukončení odčerpávání přejde z charakteristiky ^na charakteristiku procházející bodem A, bude tento bod zároveň novým rovnovážným bodem, tj. E₂ = A. Výsledkem bude obnovení původní hodnoty souřadnice x, protože xíAj^xtE^), jak plyne z diagramu D^. Toto obnovení hodnoty x, a proto i deformace vzorku je cílem řízení, pozaduje-li s9 stabilizace hodnoty posuvu x; prakticky stejný cíl se ale sleduje i při programově řízené pomalé změně žádané hodnoty posuvu x, protože její změna za krátkou dobu přechodného děje je zcela zanedbatelná.

Z hlediska experimentátora je účelné v laboratoři co nejvěrněji simulovat podmínky rozrušování horniny in sítu, co nejúčinněji zabránit možnosti vyvolání bezprostředně následujícího dalšího dílčího rozrušení vzorku v důsledku jeho krátkodobého přetížení po okamžiku t^ a co nejvíce oddálit okamžik lavinovitého rozrušení vzorku, nebo vůbec tomuto jevu zabránit Je-li ale potřebné odčerpávání kapaliny řízeno pouze zpětnou vazbou z rozdílu skutečné a žádané hodnoty, jak je tomu u známých řešení, je rychlost a proto účinnost tohoto zásahu omezena hodnotami parametrů regulátoru, například jeho proporcionálního zesílení, přípustnými z hlediska zachování stability systému i kvality regulačního procesu.

Pro vysvětlení podstaty způsobu podle vynálezu budiž nejprve předpokládáno, že regulační hydraulický kanál 25 je uzavřen, tj. Q_R - 0.

Z diagramu na obr. 2 je zřejmé, že vodorovná vzdálenost χθ^ - χθ₂ mezi charakteristikami F-^ a F₂ stroje je úměrná délce úsečky E^A, tj. je úměrná velikosti náhlého poklsu reakce R vzorku 5. v okamžiku t^. Z podstaty funkce hydromotoru je ale zřejmé, že tomuto rozdílu ^x0l”^x02 úměrná dávka Δ^Μθ kapaliny, dále nazývaná odlehčovací dávkou, kterou je nutno odebrat z první komory 24.

Platí tedy vztah

ΔΜθ = k_x ΔΚι (2) , kde je konstanta, která je závislá na geometrických rozměrech první komory 24, na modulu objemové pružnosti kapaliny a u neidealizovaného stroje i na konečné hodnotě tuhosti všech ostatních členů stroje. Hodnotu k^ lze určit výpočtem z konstrukčních parametrů stroje nebo experimentálně.

Lze tedy na základě změřené hodnoty velikosti náhlého poklesu reakce R určit podle vztahu (2) potřebnou odlehčovací dávku AM_Q a tuto dávku, s výhodou s minimálním zpožděním a v minimálním čase, odebrat z první komory 24. Předpokládejme pro ilustraci ideální situaci, kdy se odebrání odlehčovací dávky Δ Μθ provádí přes kompenzační hydraulický kanál 26 připojeným elektrohydraulickým převodníkem, naplno otevřeným na hmotností průtok Q_k (t) v intervalu {t^, t₂), jak je naznačeno na diagramu grafem v souřadnicích t, Q^. Je zřejmé, že pro délku intervalu otevření

At = t₂ což spolu s (2) znamená, že = k₂

At platí

- t.

AR k max (4), kde k₂ je opět konstanta.

Při uvedeném příkladu, při rovnoměrném odběru odlehčovací dávky AM_Q z první komory 24 se v diagramu D_x průsečík charakteristiky stroje s přímkou R^, tj. rovnovážný bod, kolem kterého zobrazující bod kmitá, rovnoměrně přesouvá v intervalu ít-^, t₂> ^z bodu Ε_χ2 do bodu E₂, přičemž tomu v diagramu Dj odpovídá lomený průběh 204 a v digramu D₂ lomený průběh 104 střední hodnoty kmitů. Průběh výsledného pohybu je naznačen tečkovanými křivkami 206 a 106 v diagramech Dj a Dj.

Výhodou tohoto způsobu řízení je to, že rychlost, s jakou je provedena kompenzace vlivu náhlého poklesu reakce R odebráním potřebné odlehčovací dávky, je omezena pouze maximálním průtokem Q_{k ma}x' ^Jeho zvětšováním, například paralelním řazením několika elektrohydraulických převodníků, lze teoreticky libovolně zkracovat interval aniž se tím jakkoliv ovlivní stabilita systému, protože žádná zpětná vazba z účinku odebrané' dávky AΜθ na vstup pro řízení její velikosti neexistuje.

Není-li průběh Q_k(t) obdélníkový, jak je naznačeno na diagramu D^, platí místo vztahu (3) obecný vztah

Lze ukázat, že má-li (t) charakter obecné odezvy lineárního systému na obdélníkový impuls vstupní veličiny s fixní amplitudou, tj. impuls budicího proudu příslušného elektrohydraulického převodníku, je dávka ΔΜθ úměrná délce intervalu At =· tj - tj i v tomto obecnějším případě, tj. i zde platí vztah (4).

Je tedy pro realizaci způsobu podle vynálezu za uvedených předpokladů nutno zajistit generaci impulsu začínajícího bezprostředně po zjištění náhlého poklesu reakce R, a to s délkou At = tj-t^ '-“tornou velikost AS tohoto poklesu.

Na velikost odlehčovací dávky AM lze působit i plynulou nebo stupňovitou změnou průtoku Q^tt) při dané délce intervalu 4t = tj-tp Oba způsoby změny dávky lze libovolně kombinovat. Například lze kompenzační průtok (T) = Q_{k max} stupňovitě měnit změnou počtu současně buzených kompenzačních elektrohydraulických převodníků, zapojených v paralelní skupině na kompenzační hydraulický kanál 26 nebo jednotlivě na samostatné kompenzační hydraulické kanály provedené v příslušném počtu. Při velkých hodnotách ů,Μ_θ jsou otevřeny uvedené elektrohydraulické převodníky v plném počtu, při malých hodnotách je otevřena jen jejich část, nebo jsou otevřeny na menší průtok. Tím se řízeni odlehčovací dávkyrozdělí do dvou nebo více rozsahů s různou hodnotou konstanty k^ ve vztahu (4) a velkého rozpětí potřebných odlehčovacích dávek lze dosáhnout při poměrně menším rozpětí změn intervalu &t, což může být výhodné z hlediska přístrojového řešeni a dosažené přesnosti dávkování.

Odlehčovací dávka ΔΜ_θ může být určována záměrně odchylně od vztahu (2) a může být obecnější funkcí f velikost R náhlého poklesu reakce R:

ΑΜ_θ = f(AR)_z (6) .

Je-li pro určité hodnoty AR f(AR)>k₁.A^EA (7), dochází při těchto hodnotách k překompenzování, které může být záměrně využito pro to, aby se snížila velikost prvního překmitu křivek 105 a 205 na diagramech a D₃, následujícím po okamžiku t. Toto překompenzování se posléze odstraní, jestliže přes regulační hydraulický kanál 25 nebo jejich skupinu je přiváděn a odváděn regulační průtok Qp, řízený běžným způsobem přes regulátor z odchylky skutečné a žádané hodnoty regulované veličiny, kterou je posuv x. Zesílení regulátoru ale nemusí již být velké,, protože doba, za kterou je odchylka způsobená překompenzováním odstraněna, již není kritická.

Velikost A^R náhlého poklesu reakce R lze přímo měřit vhodně uspořádaným snímačem dynamických sil, například piezoelektrickým, vloženým mezi vzorek a jednu čelist. Výhodná je značná tuhost piezoelektrického snímače. Nevýhodou může být nedostatečná pevnost piezoelektrických materiálů a v některých případech nutnost navzájem přizpůsobit tvar i velikost dosedací čelní plochy vzorku a snímače, nemá-li být případný rozdíl vyrovnáván vložením dostatečně tuhé a proto i hmotné desky mezi snímač a vzorek.

r7 dostatečně tuhé a proto i hmotné desky mezi snímač a vzorek. Setrvačný odpor této desky ale může zkreslit měřený průběh reakce vzorku.

Alternativně lze velikost R náhlého poklesu realce B zjistit ze skokové změny zrychlení jedné čelisti, měřeného akcelerometrem umístěným například v ose první čelisti 31 blízko dosedací plochy.

Těsně před náhlým poklesem reakce vzorku, v bodě E₁ na diagramu D^, je výsledná síla působící na nehybnou hmotnou soustvu sestávající z pístu 22, pístnice 23, první čelisti 31 a případného dolního přívažku 3.2, celkové hmotnosti m, rovna nule. Po náhlénu snížení reakce R o hodnotu R, dokud se píst znatelně nepohne, zůstává tlaková síla F, působící na píst 22, nezměněna a uvedená hmotná soustava se uvede do zrychleného pohybu vzhůru s počáteční hodnotou zrychlení a_Q. Podle druhého Newtonova zákona platí

A^R = Μαθ (8) .

¹ Vztah (8) umožňuje určovat velikost ^R náhlého poklesu reakce R nepřímo, z hodnoty zrychlení první čelisti. Obdobně lze využít údaje o zrychlení druhé čelisti pro určení velikosti náhlého poklesu reakce, kterou působí vzorek na druhou čelist.

Velikosti náhlých poklesů reakcí působících na první a druhou čelist nemusí být zcela stejné vzhledem ke hmotnosti vzorku, a proto může být účelné použít pro určení velikosti odlehčovací dávky ΛΜθ hodnoty velikosti náhlých poklesů obou reakcí, at již zjištěných, přímým měřením nebo nepřímo ze změřených zrychlení, například vytvořením jejich váženého průměru, určením větší z obou hodnot a podobně.

Podmínkou přesného zjištění velikosti AR náhlého poklesu reakce R je, aby se uskutečnil v intervalu dostatečně krátkém v porovnání s periodou vlastních kmitů zatěžovacího stroje při přechodném ději.

Je zřejmé, že v zásadě může být celé řízení procesu uskutečněno realizací průtoků Q_K a Q_R pomocí společného elektrohydraulického převodníku připojeného k první komoře 24 přes jediný hydraulický kanál nebo pomoci skupiny paralelně pracujících převodníků s výsledným vstupující průtokem Q_R“Q_K, který může být kladný i záporný v různých fázích řízení. Sloučení signálu odchylky a dávkovaciho impulsu o délce At a vhodné amplitudě je potom nutno provést elektricky, jako součást odvození výsledného signálu působícího na vstup elektrohydrau lického převodníku nebo na vstupy paralelně pracujících převodníků. Avšak rozdělení převodníků na regulační a kompenzační s příslušnými samostatnými hydraulickými kanály tak, jak je naznačeno v příkladu na obr. 1 nebo na příslušné skupiny převodníků, je výhodné, protože umožňuje optimálně konstruovat elektrohydraulické převodníky podle specifických požadavků na ne kladných.

Ve skutečném provedení lze z praktických důvodů použít hydromotorů obvyklejšího provedení, u kterého jsou tlakovou kapalinou plněny obě komory. Elektrohydraulický převodník pro průtok Q_r, popřípadě elektrohydraulický převodník pro průtok Q_R jsou potom provedeny jako dvojčinné s běžně známým připojením na komory hydromotoru.

Při uvedeném použití dvojčinného hydromotoru je pochopitelně nutno současně s přiváděním regulačního průtoku Q_R do jedné komory odvádět stejný průtok z druhé komory pro zajištění správné funkce hydromotoru v režimu quasistatického stlačování vzorku v poměrně širokém rozsahu deformací. Avšak kompenzaci náhlého poklesu reakce vzorku lze provést i změnou množství kapaliny pouze v jediné komoře, například odvedením odlehčovací dávky z první komory v příkladu uspořádání zatěžovacího stroje podle obr. 1 nebo přivedením odlehčovací dávky do druhé komory. Použití tohoto způsobu může zjednodušit požadavky na konstrukci zařízení.

Způsob vyšetřování deformačních a pevnostních vlastností křehkých materiálů, zvláště hornin podle vynálezu lze použít při výzkumu nebo ověřování fyzikálně-technických vlastností v

256392 extrémně křehkých přírodních a umělých materiálů, deformovaných s překročením jejich meze pevnosti, zejména ve strojírenství, hornictví a stavebnictví.

Claims (4)

1. Způsob vyšetřování deformačních a pevnostních vlastností vzorků křehkých materiálů, zvláště hornin jednoosým tlakem v případné kombinaci s hydrostatickým tlakem pomocí zatěžovavacího stroje s řízením průtoku pracovní kapaliny působící na jeho hydromotor a s regulací skutečné hodnoty deformace podle žádané hodnoty dané programem zatěžování, vyznačující se tím, že se průběžně sleduje vznik náhlých poklesů alespoň jedné z obou reakcí, kterými zatěžovaný vzorek působí na čelisti zatěžovacího stroje, zjištuje se velikost těchto poklesů, která se potom porovnává se zvolenou prahovou hodnotou, a při velikosti poklesu větším než je zvolená prahová hodnota, se přídavně působí na hydromotor odlehčovací dávkou pracovní kapaliny v závislosti na zjištěné velikosti náhlého poklesu jedné reakce vzorku nebo na průměru zjištěných velikostí náhlých poklesů dvou reakcí působících na:protilehlých stěnách vzorku.

2. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že se na hydromotor přídavně působí odlehčovací dávkou kapaliny, při které snížení tlakové síly vyvolané hydromotorem se rovná velikosti náhlého poklesu reakce vzorku.

3. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že se na hydromotor přídavně působí odlehčovací dávkou kapaliny, při které je snížení tlakové síly vyvolané hydromotorem větší než velikost náhlého poklesu reakce vzorku.

4. Způsob podle bodu 2 nebo 3, vyznačující se tím, že se používá odlehčovací dávky pracovní kapaliny odpovídající konstantnímu, s výhodou maximálnímu průtoku, po dobu úměrnou velikosti odlehčovací dávky.