EA040646B1 - METHOD FOR PROVIDING CONTROLLED DESTRUCTION OF ANCHOR BOLT ROD - Google Patents

METHOD FOR PROVIDING CONTROLLED DESTRUCTION OF ANCHOR BOLT ROD Download PDF

Info

Publication number
EA040646B1
EA040646B1 EA202092371 EA040646B1 EA 040646 B1 EA040646 B1 EA 040646B1 EA 202092371 EA202092371 EA 202092371 EA 040646 B1 EA040646 B1 EA 040646B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
rod
diameter
recess
anchor bolt
reduced diameter
Prior art date
Application number
EA202092371
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Руаль Абреу
Паоло Этторе Пасторино
Грег Нокс
Original Assignee
Эпирок Дриллинг Тулз Аб
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Эпирок Дриллинг Тулз Аб filed Critical Эпирок Дриллинг Тулз Аб
Publication of EA040646B1 publication Critical patent/EA040646B1/en

Links

Description

Уровень техникиState of the art

Настоящее изобретение относится к способу обеспечения управляемого разрушения стержня анкерного болта.The present invention relates to a method for providing controlled destruction of an anchor bolt shaft.

Если при установке анкерный болт подвергается нагрузке, превышающей предел прочности, то может произойти его разрыв, в результате чего будет утрачена опора для нагрузки. Опасность состоит в том, что оторванная ближняя секция анкерного болта (здесь и далее термины стержень и болт используются взаимозаменяемым образом для обозначения стального анкерного болта, его стержня или стержнеобразного корпуса) имеет предрасположенность к выталкиванию из скважины в породе, в которой он был установлен, вследствие быстрого высвобождения потенциальной энергии.If, during installation, the anchor bolt is subjected to a load exceeding its tensile strength, it may break, resulting in loss of support for the load. The danger is that the torn off proximal section of the anchor bolt (hereinafter, the terms rod and bolt are used interchangeably to refer to the steel anchor bolt, its rod or rod-like body) is prone to being pushed out of the hole in the rock in which it was installed due to rapid release of potential energy.

Важно, чтобы при разрыве анкерного болта этот разрыв происходил в заданном месте стержня. Управление местом разрыва стержня является важным для решения по обеспечению безопасности, предложенного в патентной заявке ЮАР № 2-18/02957, которая включена в настоящую заявку посредством ссылки.It is important that when the anchor bolt breaks, this break occurs at a given location on the rod. Stem break point control is important to the safety solution proposed in South African Patent Application No. 2-18/02957, which is incorporated herein by reference.

В описании к 2018/02957 описано выполнение выемки в стержне для инициирования разрыва стержня в конкретном месте, удаленном от предохранительного элемента, для обеспечения удерживания оторванной или летящей секции стержня в результате взаимодействия предохранительного элемента с предохранительной конструкцией.Description 2018/02957 describes making a recess in the rod to initiate a rupture of the rod at a specific location remote from the safety element to ensure that the broken or flying section of the rod is retained as a result of the interaction of the safety element with the safety structure.

Обычным является выполнение выемки в стержне путем горячей или холодной ковки. Это создает эффект локального упрочнения стали стержня. Связанная с этим проблема состоит в том, что опорные свойства анкерного болта основаны на имманентной способности стального болта растягиваться под нагрузкой, поглощая энергию и регулируя динамическое или квазистатическое движение породы, окружающей болт в месте его установки. Холодная ковка или прокатка болта при создании выемки могут приводить к локализованному деформационному упрочнению, которое изменяет свойства стального материала. Это изменение свойств материала, в свою очередь, приводит к изменению рабочих характеристик анкерного болта.It is common to make a recess in the rod by hot or cold forging. This creates the effect of local hardening of the steel of the rod. A related problem is that the anchor bolt's support properties are based on the inherent ability of a steel bolt to stretch under load, absorbing energy and regulating the dynamic or quasi-static movement of the rock surrounding the bolt at its installation site. Cold forging or rolling of a bolt while creating a recess can result in localized work hardening that changes the properties of the steel material. This change in material properties, in turn, leads to a change in the performance of the anchor bolt.

Настоящее изобретение, по меньшей мере, частично решает вышеуказанную проблему.The present invention at least partially solves the above problem.

Сущность изобретенияThe essence of the invention

В настоящем изобретении предложен способ адаптации металлического стержня, предназначенного для использования в качестве анкерного болта, для обеспечения предсказуемого разрыва указанного стержня; включающий этап удаления материала со стержня в виде окружной полосы для уменьшения диаметра стержня в пределах указанной полосы до уменьшенного диаметра и, таким образом, для обеспечения зоны разрушения, в пределах которой произойдет разрыв стержня под действием достаточной растягивающей нагрузки.The present invention proposes a method of adapting a metal rod intended for use as an anchor bolt to provide a predictable break of the specified rod; comprising the step of removing material from the rod in the form of a circumferential strip to reduce the diameter of the rod within said strip to a reduced diameter and thus provide a fracture zone within which the rod will break under a sufficient tensile load.

Указанная зона может иметь длину в диапазоне от 10 до 45 мм.Said zone may have a length in the range of 10 to 45 mm.

Предпочтительно указанная зона имеет длину в диапазоне от 25 до 35 мм. Более предпочтительно в диапазоне от 30 до 35 мм.Preferably said zone has a length in the range of 25 to 35 mm. More preferably in the range of 30 to 35 mm.

Зона разрушения может иметь уменьшенный диаметр, который меньше диаметра стержня на величину от 0,5 до 5%. Предпочтительно уменьшенный диаметр меньше диаметра стержня на величину от 1 до 4%. Более предпочтительно уменьшенный диаметр меньше диаметра стержня на величину от 2 до 3%.The fracture zone may have a reduced diameter, which is less than the diameter of the rod by 0.5 to 5%. Preferably, the reduced diameter is smaller than the rod diameter by 1 to 4%. More preferably, the reduced diameter is less than the rod diameter by 2 to 3%.

Материал удаляют таким образом, чтобы обеспечить стабильность уменьшенного диаметра в пределах указанной полосы.The material is removed in such a way as to ensure the stability of the reduced diameter within the specified band.

Предпочтительно диаметр стержня находится в диапазоне от 16 до 25 мм.Preferably, the rod diameter is in the range of 16 to 25 mm.

Материал может быть удален с помощью процесса субтрактивной обработки любым подходящим способом, например путем обработки резанием или шлифовки.The material may be removed by a subtractive machining process in any suitable manner, such as by cutting or grinding.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

Настоящее изобретение описано со ссылкой на нижеследующие чертежи, на которых на фиг. 1 показан вид в вертикальном положении ведущего конца узла анкерного болта с зоной разрушения, обеспеченной с помощью способа согласно настоящему изобретению;The present invention will be described with reference to the following drawings, in which: FIG. 1 is a vertical view of the leading end of an anchor bolt assembly with a fracture zone provided by the method of the present invention;

на фиг. 2 показан ряд схематичных видов стержня по длине, иллюстрирующих разрыв стержня с образованием (a) картины хрупкого разрушения и (b) и (c) - картины пластического разрушения;in fig. 2 shows a series of schematic views of a rod along the length illustrating the fracture of the rod with the formation of (a) a brittle fracture pattern and (b) and (c) a plastic fracture pattern;

на фиг. 3 представлена пара фотографий оторванных концов секций стержня, демонстрирующих (a) картину пластического разрушения и (b) картину хрупкого разрушения; и на фиг. 4A и 4B схематично представлен стержень с зоной разрушения, соответственно в ненагруженном и нагруженном состоянии.in fig. 3 is a pair of photographs of broken ends of rod sections showing (a) a plastic fracture pattern and (b) a brittle fracture pattern; and in FIG. 4A and 4B are schematic representations of a bar with a fracture zone, respectively, in an unloaded and loaded condition.

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

Фиг. 1 иллюстрирует узел 10 анкерного болта, представляющий собой пример применения зоны разрушения или выемки 12 к стержню 14 анкерного болта для обеспечения решения проблемы, описанной выше. Данный пример не ограничивает настоящее изобретение и предполагается, что имеются и другие варианты его применения к анкерному болту, имеющему такую выемку.Fig. 1 illustrates an anchor bolt assembly 10 which is an example of applying a fracture zone or notch 12 to an anchor bolt shaft 14 to provide a solution to the problem described above. This example does not limit the present invention and it is assumed that there are other options for its application to an anchor bolt having such a recess.

Что касается предохранительной конструкции 16 для взаимодействия с обжимной секцией гильзы 18 для предотвращения выталкивания ближнего конца 20 стержня 14 из скважины в породе (не показана), в которую вставлен узел 10, то стержень должен быть разорван спереди от указанной конструкции.With regard to the safety structure 16 for engaging with the crimp section of the sleeve 18 to prevent the proximal end 20 of the rod 14 from being pushed out of the hole in the rock (not shown) into which the assembly 10 is inserted, the rod must be broken in front of the said structure.

- 1 040646- 1 040646

Если разрыв происходит между указанной конструкцией и ближней концевой секцией, то ничто не предотвратит выталкивание.If a break occurs between the specified structure and the proximal end section, then nothing will prevent the ejection.

Разрыв стержня с высокой вероятностью происходит, когда разрывная нагрузка, прикладываемая к нему при использовании, повышается до его предела прочности. Для обеспечения предсказуемости места разрыва стержня 14 обеспечивают выемку 12 в заданном месте по длине стержня. Указанная выемка обеспечивает предсказуемость локализации разрыва.A bar rupture is highly likely to occur when the breaking load applied to it in use rises to its ultimate strength. To ensure predictability of the rupture site of the rod 14, a notch 12 is provided at a predetermined location along the length of the rod. This recess provides predictability of the localization of the gap.

Тем не менее, если выемка должна обеспечивать такую предсказуемость, то эта выемка должны быть выполнена таким образом, чтобы разрыв стержня каждый раз происходил точно в пределах границ выемки. В то же самое время, выемка не может оказывать существенное негативное влияние на способность стержня выполнять свою опорную функцию.However, if the recess is to provide such predictability, then the recess must be made in such a way that the break of the rod occurs every time exactly within the boundaries of the recess. At the same time, the recess cannot have a significant negative impact on the ability of the rod to perform its support function.

Выемка как локальное ослабление относительно остальной части стержня ограничивает имманентную способность стержня обеспечивать поддержку конкретной нагрузки, которая (способность) до этого была обусловлена составляющим стальным материалом и диаметром. Если выемка выполнена путем холодной или горячей ковки, то упрочнение стали в месте выемки вследствие изменения свойств материала приведет к большей вариативности предела прочности по отношению к уровню ограничения. Кристаллическая структура стали изменяется вследствие деформационного упрочнения, становясь более хрупкой. Это изменение пластичности стали не является воспроизводимым или предсказуемым изменением, и таким образом в окрестности выполненной выемки стержень имеет тенденцию к сравнительно неожиданному разрыву при непредсказуемой нагрузке, демонстрируя картину хрупкого разрушения, показанную на фиг. 2(a).The notch as a local weakening relative to the rest of the bar limits the inherent ability of the bar to support a particular load, which until then was due to the constituent steel material and diameter. If the recess is made by cold or hot forging, then strengthening the steel at the recess due to changes in material properties will lead to greater variability in tensile strength in relation to the level of limitation. The crystal structure of steel changes due to work hardening, becoming more brittle. This change in the ductility of the steel is not a reproducible or predictable change, and thus, in the vicinity of the recess made, the pin tends to break relatively unexpectedly under unpredictable loading, exhibiting the brittle fracture pattern shown in FIG. 2(a).

Заявителем было обнаружено, что для обеспечения разрыва металлического стержня предсказуемым образом, т.е. предсказуемо по месту разрыва и по нагрузке, при которой происходит разрыв, выемка 12 должны быть выполнена в стержне 14 путем применения процесса субтрактивной обработки. Данный процесс может представлять собой, например, процесс обработки резанием или шлифовки. Иначе говоря, выемка должна быть изготовлена путем удаления материала, а не путем смещения материала в процессе ковки или прокатки.The Applicant has found that in order to ensure that the metal rod breaks in a predictable manner, i.e. predictably in terms of the location of the break and the load at which the break occurs, a recess 12 must be made in the stem 14 by applying a subtractive machining process. This process may be, for example, a cutting or grinding process. In other words, the recess must be made by removing the material, and not by moving the material during the forging or rolling process.

Согласно настоящему изобретению, выемка должна быть выполнена путем обработки резанием для углубления ниже поверхности стержня до стабильного уменьшенного диаметра (здесь и далее термины уменьшенный диаметр и диаметр выемки используются взаимозаменяемым образом и обозначают одно и то же). Уменьшенный диаметр выемки может находиться в сравнительно широком диапазоне, в зависимости от требуемых технических характеристик анкерного болта, для которого применяется стержень. Разумеется, чем меньше диаметр стержня в месте выемки, тем меньше предел прочности (ultimate load capacity, UTS) стержня. Заявителем было обнаружено, что удаление материала до достижения уменьшенного диаметра, лишь на 1% меньшего диаметра стержня, является достаточным для обеспечения воспроизводимого разрыва в пределах выемки без ухудшения UTS.According to the present invention, the recess must be made by cutting to deepen below the surface of the rod to a stable reduced diameter (hereinafter, the terms reduced diameter and recess diameter are used interchangeably and mean the same thing). The reduced diameter of the recess can be in a relatively wide range, depending on the required technical characteristics of the anchor bolt for which the rod is used. Of course, the smaller the diameter of the rod at the recess, the lower the ultimate load capacity (UTS) of the rod. Applicant has found that removing material before reaching a reduced diameter of only 1% smaller than the rod diameter is sufficient to provide a reproducible fracture within the recess without compromising UTS.

Вместе с тем было обнаружено, что в стержне 14 не просто должна быть выполнена выемка путем механической обработки, но эта выемка должна иметь длину, которая обеспечит возможность образования непрерывной пластичной разрушаемой горловины 22 в пределах области выемки при воздействии на стержень нагрузки вплоть до предела прочности. См. фиг. 3B, которая иллюстрирует эту пластичную разрушаемую горловину, и фиг. 2(b) и (c), которые иллюстрируют форму пластичной разрушаемой горловины после разрыва.However, it has been found that the shaft 14 not only needs to be machined into a recess, but the recess must be of a length that will allow a continuous ductile breakable neck 22 to form within the region of the recess when the rod is subjected to a load up to its ultimate strength. See fig. 3B which illustrates this ductile breakable neck, and FIG. 2(b) and (c) which illustrate the shape of the ductile rupture neck after rupture.

Два параметра выемки, которыми являются глубина выемки и длина выемки, были исследованы в ходе двух серий испытаний. Описание каждой из них приведено ниже.The two excavation parameters, which are the excavation depth and the excavation length, were investigated in two series of tests. A description of each of them is given below.

Квазистатическое испытаниеQuasi-static test

Испытуемые образцы были подвергнуты квазистатическому испытанию на растяжение, причем каждый образец представлял собой стержень диаметром 20 мм. Образцы включали контрольный образец, не имеющий выемки, и три других образца, каждый из которых имел выемку длиной 30 мм, с диаметром выемки или уменьшенным диаметром 19,8, 19,5 и 19 мм соответственно (погрешность +/- 0,03). Образцы были приготовлены в трех экземплярах. Каждая выемка была выполнена путем обработки резанием в центре стержня. Затем каждый стержень был подготовлен перед испытанием на растяжение в машине для испытаний на растяжение.The test specimens were subjected to a quasi-static tensile test, each specimen being a 20 mm diameter rod. The samples included a control sample without a notch and three other samples, each with a notch length of 30 mm, with a notch diameter or reduced diameter of 19.8, 19.5 and 19 mm, respectively (error +/- 0.03). Samples were prepared in triplicate. Each recess was made by cutting in the center of the rod. Each rod was then prepared prior to tensile testing in a tensile testing machine.

В ходе испытаний было проведено в общей сложности двенадцать квазистатических испытаний на растяжение, и их результаты представлены в табл. 1 и на фиг. 4. Эти результаты сравнивались с результатами для контрольных образцов, не имеющих выемки. Значения снижения предела прочности, показанные в таблицах под значениями диаметра выемки в качестве заголовков столбцов, представляют собой средние значения по трем экземплярам каждого комплекта образцов.During the tests, a total of twelve quasi-static tensile tests were carried out, and their results are presented in table. 1 and in FIG. 4. These results were compared with the results for control samples without notches. The tensile strength reduction values shown in the tables below the notch diameter values as column headings are the average of three copies of each set of specimens.

Важно отметить, что все испытуемые образцы достигли пластического разрушения в пределах зоны выемки, как и было запланировано в данной конструкции, (см. фиг. 5) без значительного снижения предела прочности при растяжении (ultimate tensile strength, UTS). Минимально гарантированный норматив прочности при растяжении для стержня диаметром 20 мм из стали 500N составляет 210 кН. Это значение определяет минимальный нормативный показатель для конструкции с выемкой, выполненной путем обработки резанием. Квазистатические испытания подтвердили, что минимально допустимый уменьшен- 2 040646 ный диаметр выемки составляет 19 мм, что обеспечивает среднее значение UTS стержня, равное 213 кН (см. табл. 1). Диаметр выемки, меньший указанного, приводит к тому, что UTS стержня становится ниже минимального нормативного показателя, равного 210 кН.It is important to note that all test specimens achieved plastic failure within the notch zone as intended in this design (see FIG. 5) without significant reduction in ultimate tensile strength (UTS). The minimum guaranteed tensile strength standard for a 20 mm rod made of 500N steel is 210 kN. This value defines the minimum standard for a cutaway design. Quasi-static tests have confirmed that the minimum allowable reduced recess diameter is 19 mm, which provides an average rod UTS value of 213 kN (see Table 1). A notch diameter less than specified results in the bar UTS being below the minimum specification of 210 kN.

____________________________________________________________ Таблица 1____________________________________________________________ Table 1

19,0 19.0 19,5 19.5 19,8 19.8 20,0 20.0 Образец 1 Sample 1 211,6 кН 211.6 kN 222,1 кН 222.1 kN 237,3 кН 237.3 kN 226,4 кН 226.4 kN Образец 2 Sample 2 213,0 кН 213.0 kN 222,6 кН 222.6 kN 228,3 кН 228.3 kN 227,6 кН 227.6 kN Образец 3 Sample 3 213,3 кН 213.3 kN 220,3 кН 220.3 kN 225,5 кН 225.5 kN 226,4 кН 226.4 kN Среднее Average 213 кН 213 kN 222 кН 222 kN 230 кН 230 kN 227 кН 227 kN Снижение UTS decline UTS 94% 94% 98% 98% 100% 100% 100% 100% Результат Result Соответствует норме (>210 кН) Compliant (>210 kN)

Фиг. 3 иллюстрирует уменьшение диаметра выемки, приводящее к общей деформации стержня перед разрушением и, следовательно, к уменьшению потенциала динамического поглощения энергии. По этой причине и для сохранения UTS стержня диаметр выемки должен быть как можно более большим при одновременном гарантировании стабильного разрушения в пределах зоны обработки резанием.Fig. 3 illustrates the reduction in the diameter of the notch, resulting in a general deformation of the rod before failure and, consequently, in a decrease in the potential for dynamic absorption of energy. For this reason, and in order to maintain the UTS of the rod, the recess diameter should be as large as possible while guaranteeing stable fracture within the cutting zone.

Фиг. 6 графически иллюстрирует снижение UTS стержня с уменьшением диаметра выемки, выполненной путем обработки резанием. Это дает возможность заявителю прогнозировать UTS стержня для не подвергнутых испытанию диаметров выемки в пределах от 0 20,0 мм до 0 19,0 мм. На данном графике также приведено сравнение UTS при каждом диаметре выемки с минимальным нормативом на UTS для стержня Vulcan диаметром 20 мм.Fig. 6 graphically illustrates the decrease in the UTS of a bar with a decrease in the diameter of the recess made by cutting. This enables the Applicant to predict the UTS of the bar for untested recess diameters ranging from 0.20.0 mm to 0.19.0 mm. This chart also compares UTS at each pocket diameter with the minimum UTS specification for a 20mm Vulcan shank.

Динамическое испытаниеDynamic test

Испытуемые образцы были подвергнуты динамическому ударному испытанию. Каждый образец имел размеры 20 мм х 1100 мм х 10 мм и резьбу RD22 на каждом конце стержня, причем образцы включали контрольный образец (без выемки) и три других образца (длина выемки 30 мм) с соответствующим диаметром выемки или уменьшенным диаметром 19,8, 19,6 и 19,4 мм (погрешность +/- 0,03). Образцы были изготовлены в трех экземплярах. Каждая выемка была выполнена обработкой резанием в центре стержня.The test specimens were subjected to a dynamic impact test. Each sample measured 20 mm x 1100 mm x 10 mm and had an RD22 thread at each end of the rod, with samples including a control sample (no notch) and three other samples (notch length 30 mm) with a corresponding notch diameter or reduced diameter of 19.8. 19.6 and 19.4 mm (error +/- 0.03). The samples were made in triplicate. Each recess was made by cutting in the center of the rod.

Затем каждый образец был подготовлен и вставлен в машину для ударных испытаний. Каждый стержень был подвергнут воздействию энергетического импульса мощностью 37,45 кДж при 5,45 м/с.Each sample was then prepared and inserted into the impact testing machine. Each rod was subjected to an energy pulse of 37.45 kJ at 5.45 m/s.

В данной серии было проведено в общей сложности пятнадцать динамических ударных испытаний. Фиг. 7 иллюстрирует изменение средней способности к поглощению энергии в зависимости от диаметра выемки. В табл. 2 сведены данные об области или режиме разрушения для каждого испытуемого образца (один образец с уменьшенным диаметром 19,8 мм был исключен из-за неполного сбора данных в ходе испытания).A total of fifteen dynamic shock tests were carried out in this series. Fig. 7 illustrates the change in the average energy absorption capacity as a function of the recess diameter. In table. Table 2 summarizes the area or mode of failure for each test piece (one 19.8 mm reduced diameter piece was excluded due to incomplete data collection during the test).

Средняя способность к поглощению энергии у стандартного стержня с размерами 20 мм х 1100 мм, имеющего известную из уровня техники конструкцию с содействующей разрушению выемкой, выполненной методом холодной прокатки, составила 22,5 кДж. Это значение определяет минимальный нормативный показатель для конструкции с выемкой, выполненной путем обработки резанием.The average energy absorption capacity of a standard 20 mm x 1100 mm bar having a prior art cold rolled fracture assisting notch design was 22.5 kJ. This value defines the minimum standard for a cutaway design.

__________________________________________________________ Таблица 2__________________________________________________________ Table 2

Образец 1 Sample 1 Образец 2 Sample 2 Образец 3 Sample 3 20,0 х 30 мм (без выемки) 20.0 x 30 mm (without notch) Резьба Thread Резьба Thread Резьба Thread 19,8 х 30 мм 19.8 x 30 mm Резьба Thread Резьба Thread Нет данных No data 19,6 х 30 мм 19.6 x 30mm Выемка excavation Выемка excavation Выемка excavation 19,5 х 30 мм 19.5 x 30mm Выемка excavation Выемка excavation Выемка excavation 19,4 х 30 мм 19.4 x 30mm Выемка excavation Выемка excavation Выемка excavation

Как показано на фиг. 8, все испытуемые образцы, за исключением одного, который не был подвергнут испытаниям, претерпели разрушение в пределах выемки, выполненной путем обработки резанием. Режим разрушения представлял собой образование пластичной горловины в пределах зоны обработки резанием, что приводило к локальному уменьшению диаметра стержня и предела прочности стержня. Испытания также показывают, что для обеспечения стабильного динамического разрушения в пределах зоны обработки резанием требуется диаметр выемки, равный по меньшей мере 19,6 мм (т.е. менее чем на 2% меньше диаметра стержня, равного 20 мм), и что для обеспечения того, чтобы динамический предел прочности стержня был равен или больше, чем минимальный нормативный показатель, требуется минимальный диаметр выемки, равный 19,4 мм.As shown in FIG. 8, all of the test specimens, with the exception of one that was not tested, failed within the cut-out. The failure mode was the formation of a plastic neck within the cutting zone, which led to a local decrease in the diameter of the rod and the tensile strength of the rod. The tests also show that a pocket diameter of at least 19.6 mm (i.e., less than 2% less than a 20 mm bar diameter) is required to achieve stable dynamic failure within the cutting zone, and that to provide In order for the dynamic tensile strength of the rod to be equal to or greater than the minimum standard value, a minimum recess diameter of 19.4 mm is required.

В рамках данного эксперимента заявителем было обнаружено, что для стержня диаметром 20 мм требуется минимальная длина выемки, равная 30 мм, чтобы гарантировать, что пластически разрушаемаяAs part of this experiment, the Applicant has found that a 20 mm diameter rod requires a minimum recess length of 30 mm to ensure that plastically destructible

- 3 040646 горловина 22 не будет соответствовать изменениям диаметра или геометрической формы стержня на границах 24 и 26 выемки. Было замечено, что если пластически разрушаемая горловина не соответствует изменениям диаметра или геометрической формы стержня на границах выемки, то происходит возврат нестабильности места разрыва и нагрузки. Неожиданным образом, эта минимальная длина сохраняет актуальность для диаметров стержней от 16 до 22 мм.- 3 040646 neck 22 will not correspond to changes in the diameter or geometric shape of the rod at the boundaries 24 and 26 of the recess. It was noted that if the plastically fractured neck does not correspond to changes in the diameter or geometric shape of the rod at the boundaries of the recess, then the instability of the rupture site and load returns. Surprisingly, this minimum length holds true for rod diameters from 16 to 22 mm.

Подводя итог вышесказанному, отметим, что стержень согласно настоящему изобретению, имеющий выемку, выполненную путем обработки резанием, способен, по меньшей мере, соответствовать рабочим характеристикам, достигаемым с помощью существующего способа выполнения выемки путем холодной прокатки, при одновременном обеспечении повышенной стабильности зоны разрушения, надежности конструкции и простоты массового производства.Summarizing the above, the rod according to the present invention, having a recess made by cutting, is able to at least meet the performance characteristics achievable using the existing method of performing recess by cold rolling, while providing improved stability of the fracture zone, reliability design and ease of mass production.

Claims (8)

1. Способ адаптации металлического стержня, предназначенного для использования в качестве анкерного болта, для обеспечения предсказуемого разрыва указанного стержня под нагрузкой, включающий этап удаления материала со стержня в виде окружной полосы для уменьшения диаметра стержня в пределах указанной полосы до уменьшенного диаметра, отличающийся тем, что уменьшенный диаметр меньше диаметра стержня на величину от 0,5 до 5%, чтобы обеспечить таким образом зону разрушения, имеющую длину в диапазоне от 10 до 45 мм, в пределах которой произойдет разрыв стержня под действием достаточной растягивающей нагрузки.1. A method of adapting a metal rod intended for use as an anchor bolt to provide predictable rupture of said rod under load, comprising the step of removing material from the rod in the form of a circumferential strip to reduce the diameter of the rod within said strip to a reduced diameter, characterized in that the reduced diameter is less than the diameter of the rod by 0.5 to 5%, so as to provide a fracture zone having a length in the range of 10 to 45 mm, within which the rod will break under a sufficient tensile load. 2. Способ по п.1, согласно которому указанная зона имеет длину в диапазоне от 25 до 35 мм.2. The method according to claim 1, wherein said zone has a length in the range of 25 to 35 mm. 3. Способ по п.2, согласно которому указанная зона имеет длину в диапазоне от 30 до 35 мм.3. The method according to claim 2, wherein said zone has a length in the range of 30 to 35 mm. 4. Способ по любому из пп.1-3, согласно которому уменьшенный диаметр является стабильным в пределах указанной полосы.4. A method according to any of claims 1 to 3, wherein the reduced diameter is stable within said band. 5. Способ по любому из пп.1-4, согласно которому уменьшенный диаметр меньше диаметра стержня на величину от 1 до 4%.5. Method according to any one of claims 1 to 4, wherein the reduced diameter is less than the diameter of the rod by 1 to 4%. 6. Способ по п.5, согласно которому уменьшенный диаметр меньше диаметра стержня на величину от 2 до 3%.6. The method according to claim 5, according to which the reduced diameter is less than the diameter of the rod by 2 to 3%. 7. Способ по любому из пп.1-6, согласно которому диаметр стержня находится в диапазоне от 16 до 25 мм.7. A method according to any one of claims 1 to 6, wherein the rod diameter is in the range of 16 to 25 mm. 8. Способ по любому из пп.1-7, согласно которому удаление материала осуществляют с помощью процесса субтрактивной обработки.8. A method according to any one of claims 1 to 7, wherein the material is removed by a subtractive processing process.
EA202092371 2018-05-11 2019-05-10 METHOD FOR PROVIDING CONTROLLED DESTRUCTION OF ANCHOR BOLT ROD EA040646B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ZA2018/03083 2018-05-11
ZA2018/04372 2018-06-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EA040646B1 true EA040646B1 (en) 2022-07-11

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102010043170B3 (en) Sensor arrangement, for example on an anchor bolt
US9133871B2 (en) Expansion plug
EP2772335B1 (en) Method of arresting fatigue crack growth in metal member, and fatigue crack growth-arrested metal member
Ayatollahi et al. Fatigue life extension by crack repair using double stop-hole technique
JP7274669B2 (en) NPR lock bolt
Barcley et al. Critical Bending Strain of Reinforcing Steel and the Buckled Bar Tension Test.
Thompson et al. Case studies of rock reinforcement components and systems testing
Makabe et al. Method of arresting crack growth for application at a narrow working space
AT518154A1 (en) Method and device for separating a workpiece
EA040646B1 (en) METHOD FOR PROVIDING CONTROLLED DESTRUCTION OF ANCHOR BOLT ROD
AU2019266356B2 (en) Method of ensuring controlled failure of rock bolt bar
DE102012023566A1 (en) Method for determining the remaining service life of a railway wheelset by means of test bench tests
DE3248721A1 (en) METHOD FOR PRODUCING A DRILL STRING WITH WEARING SLEEVE
Goto et al. Crack growth arresting property of a hole and Brinell‐type dimple
JP7469654B2 (en) Method for evaluating hydrogen embrittlement susceptibility of steel
Grigorescu et al. Effect of geometry and distribution of inclusions on the VHCF properties of a metastable austenitic stainless steel
DE10115950C1 (en) Method, for deactivating high explosive ammunition and its disposal, uses charge to fracture shell casing, and charge set off in time delay after first to burn off payload in low order modus through shell case openings
Ifayefunmi et al. Experimental investigation of buckling behavior of axially compressed truncated cones with imperfect length
Niu et al. Effect of stress states on creep fracture modes of an austenitic steel with high ductility
US5297409A (en) Workhardening high-strength steel aircraft components
RU2267739C1 (en) Fragmentation envelope of ammunition with preset fragmentation and method for its production
Heider et al. Experimental and numerical simulation analysis of the impact process of structured KE penetrators onto semi-infinite and oblique plate targets
Abd Rahman et al. Fatigue performance of blind bolt in concrete-filled hollow section
DE102017000651A1 (en) Method for detecting a crack in a screw
Lai et al. Effect of residual stress on the fatigue performance of the surface of a ballised hole