RU57905U1 - DEVICE FOR TESTING COMPRESSION MATERIALS (OPTIONS) - Google Patents
DEVICE FOR TESTING COMPRESSION MATERIALS (OPTIONS) Download PDFInfo
- Publication number
- RU57905U1 RU57905U1 RU2006123807/22U RU2006123807U RU57905U1 RU 57905 U1 RU57905 U1 RU 57905U1 RU 2006123807/22 U RU2006123807/22 U RU 2006123807/22U RU 2006123807 U RU2006123807 U RU 2006123807U RU 57905 U1 RU57905 U1 RU 57905U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- housing
- conical
- forming
- punch
- samples
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области определения физико-механических свойств различных материалов, а именно, к устройствам для испытания на сжатие в лабораторных условиях образцов из металла, шлакобетона, горных пород и др. Техническая задача: расширение технических возможностей за счет создания условий для изменения угла α наклона прямых пазов относительно его продольной оси при проведении исследований физико-механических свойств образцов различных материалов. В первом варианте устройство включающет корпус, помещенные в нем соосно пуансон, опорную плиту, верхний и нижний упоры прямоугольного поперечного сечения, установленные между двумя стойками по скользящей посадке и каждый из которых имеет, по меньшей мере, одно перпендикулярное его оси отверстие, в котором помещен палец, концы которого установлены в соответствующих прямых пазах, параллельных друг другу и образующих угол α с продольной осью устройства, причем каждый палец образует кинематическую пару поступательного движения с соответствующим ему прямым пазом, торцы верхнего и нижнего упоров, контактирующие с пуансоном и опорной плитой, выполнены гладкими, а торцы этих упоров, контактирующие с образцами материалов, выполнены шероховатыми. Прямые пазы выполнены в цилиндрических вкладышах, помещенных в соответствующие им цилиндрические гнезда стоек, и связаны с ними съемными фиксаторами. Во втором варианте устройство включающет корпус, помещенные в нем соосно пуансон, опорную плиту, верхний и нижний упоры прямоугольного поперечного сечения, установленные по скользящей посадке и каждый из которых имеет, по меньшей мере, одно перпендикулярное его оси отверстие, в котором помещен палец, концы которого установлены в соответствующих прямых пазах, параллельных друг другу и образующих угол α с продольной осью устройства, причем каждый палец образует кинематическую пару поступательного движения с соответствующим ему прямым The utility model relates to the field of determining the physicomechanical properties of various materials, namely, devices for compressing samples of metal, slag concrete, rocks, etc. under laboratory conditions. Technical task: expanding technical capabilities by creating conditions for changing the angle α the slope of the straight grooves relative to its longitudinal axis when conducting studies of the physicomechanical properties of samples of various materials. In the first embodiment, the device includes a housing, a coaxial punch placed therein, a base plate, upper and lower supports of rectangular cross section, mounted between two struts along a sliding fit and each of which has at least one hole perpendicular to its axis in which a finger, the ends of which are mounted in corresponding straight grooves parallel to each other and forming an angle α with the longitudinal axis of the device, with each finger forming a kinematic pair of translational motion corresponding to uyuschim him direct groove, ends of the upper and lower stops in contact with the punch and the base plate are made smooth, and the ends of these abutments come into contact with sample materials are roughened. Straight grooves are made in cylindrical liners placed in the corresponding cylindrical nests of the racks, and are connected with removable clips. In a second embodiment, the device includes a housing, a coaxial punch placed therein, a base plate, upper and lower stops of rectangular cross section, mounted on a sliding fit and each of which has at least one opening perpendicular to its axis, in which the finger is placed, the ends which are installed in the corresponding straight grooves parallel to each other and forming an angle α with the longitudinal axis of the device, with each finger forming a kinematic pair of translational motion with its corresponding straight
пазом, торцы верхнего и нижнего упоров, контактирующие с пуансоном и опорной плитой, выполнены гладкими, а торцы этих упоров, контактирующие с образцами материалов, выполнены шероховатыми. Прямые пазы выполнены в конических вкладышах с их внутренних торцов, сообщающихся по скользящей посадке с верхним и нижним упорами. Указанные конические вкладыши помещены в соответствующие им расширяющиеся наружу конические отверстия корпуса, а на внешних торцах упомянутых конических вкладышей нанесена шкала углов α поворота прямых пазов относительно продольной оси устройства и на корпусе выполнены риски, соответствующие началу отсчета углов α. Конические вкладыши снабжены прижимными планками, связанными с корпусом посредством болтов, установленных с возможностью создания осевого усилия в направлении заклинивания сопрягающихся поверхностей указанных вкладышей и отверстий корпуса. 2 н.п. ф-лы, 4 з.п. ф-лы, 5 ил.groove, the ends of the upper and lower stops in contact with the punch and the base plate are made smooth, and the ends of these stops in contact with samples of materials are made rough. Straight grooves are made in conical liners from their inner ends, communicating in a sliding fit with the upper and lower stops. The indicated conical inserts are placed in the conical openings of the housing corresponding to them expanding outward, and on the outer ends of the said conical inserts there is a scale of angles α of rotation of the direct grooves relative to the longitudinal axis of the device and risks corresponding to the reference point of the angles α are fulfilled on the housing. The conical liners are provided with clamping strips connected to the housing by means of bolts mounted with the possibility of creating axial force in the direction of jamming of the mating surfaces of the said liners and openings of the housing. 2 n.p. f-ly, 4 z.p. f-ly, 5 ill.
Description
Техническое решение относится к области определения физико-механических свойств различных материалов, а именно, к устройствам для испытания на сжатие в лабораторных условиях образцов из металла, шлакобетона, горных пород и др.The technical solution relates to the field of determining the physicomechanical properties of various materials, namely, devices for compressive testing in laboratory conditions of samples of metal, slag concrete, rocks, etc.
Известно устройство для испытания материалов на сжатие (Хван Д.В., Железняков Ю.А. Устройство для испытания материалов на сжатие // Заводская лаборатория. - №7, М. - 1984, с.78-79), включающее цилиндрический корпус, соосно установленный в нем пуансон и опорную плиту, между которыми размещен образец испытуемого на сжатие материала.A device for testing materials for compression (Khvan D.V., Zheleznyakov Yu.A. Device for testing materials for compression // Factory Laboratory. - No. 7, M. - 1984, p. 78-79), including a cylindrical body, a punch and a support plate coaxially mounted in it, between which a sample of the material to be tested for compression is placed.
Недостатком известного устройства является невозможность проведения испытаний на сжатие с одновременным однородным сдвигом, что не позволяет исследовать физико-механические свойства материалов при сложном нагружении.A disadvantage of the known device is the inability to conduct compression tests with simultaneous uniform shear, which does not allow to study the physico-mechanical properties of materials under complex loading.
Наиболее близким аналогом по технической сущности и совокупности существенных признаков является устройство для испытаний материалов на сжатие (патент РФ №2134414, G 01 N 3/08, опубл. в БИ №22, 1999), содержащее корпус, соосно установленные в нем пуансон, опорную плиту и две стойки, в каждой из которых выполнены параллельно друг другу два прямых паза под углом к оси стойки, между которыми по скользящей посадке установлены верхний и нижний упоры прямоугольного поперечного сечения, по меньшей мере, с одним перпендикулярным к оси упора отверстием, в котором размещен, по меньшей мере, один палец, свободные The closest analogue in technical essence and the set of essential features is a device for testing materials for compression (RF patent No. 2134414, G 01 N 3/08, published in BI No. 22, 1999), containing a housing, a punch coaxially mounted in it, supporting a plate and two racks, in each of which two straight grooves are made parallel to each other at an angle to the axis of the rack, between which an upper and lower stops of rectangular cross section are installed along a sliding fit with at least one hole perpendicular to the axis of the stop, in which rum placed at least one finger loose
концы которого установлены в соответствующих пазах стоек, образуя с ними кинематические пары поступательного движения, причем на торцах упоров, контактирующих с образцом, выполнены параллельно оси их отверстия насечки, а торцы, контактирующие с пуансоном и опорной плитой, выполнены гладкими.the ends of which are installed in the corresponding grooves of the racks, forming kinematic pairs of translational motion with them, moreover, at the ends of the stops in contact with the sample, the axes of their notches are made parallel to the axis, and the ends in contact with the punch and the base plate are made smooth.
Недостатком известного устройства является невозможность изменения угла α прямых пазов относительно продольной оси устройства, что ограничивает технические возможности устройства при исследовании физико-механических свойств образцов различных материалов.A disadvantage of the known device is the inability to change the angle α of the direct grooves relative to the longitudinal axis of the device, which limits the technical capabilities of the device when studying the physicomechanical properties of samples of various materials.
Техническая задача: расширение технических возможностей устройства за счет создания условий для изменения угла α наклона прямых пазов относительно его продольной оси при проведении исследований физико-механических свойств образцов различных материалов.Technical task: expanding the technical capabilities of the device by creating conditions for changing the angle α of the slope of the straight grooves relative to its longitudinal axis when conducting studies of the physicomechanical properties of samples of various materials.
Поставленная задача решается следующим образом. Предлагается устройство для испытания образцов материалов на сжатие, включающее корпус, помещенные в нем соосно пуансон, опорную плиту, верхний и нижний упоры прямоугольного поперечного сечения, установленные между двумя стойками по скользящей посадке и каждый из которых имеет, по меньшей мере, одно перпендикулярное его оси отверстие, в котором помещен палец, концы которого установлены в соответствующих прямых пазах, параллельных друг другу и образующих угол α с продольной осью устройства, причем каждый палец образует кинематическую пару поступательного движения с соответствующим ему прямым пазом, торцы верхнего и нижнего упоров, контактирующие с пуансоном и опорной плитой, выполнены гладкими, а торцы этих упоров, контактирующие с образцами материалов, выполнены шероховатыми. Согласно техническому решению прямые пазы выполнены в цилиндрических The problem is solved as follows. A device is proposed for testing samples of materials for compression, including a housing, a coaxial punch placed in it, a support plate, upper and lower supports of rectangular cross section installed between two struts along a sliding fit and each of which has at least one axis perpendicular to its axis a hole in which a finger is placed, the ends of which are mounted in corresponding straight grooves parallel to each other and forming an angle α with the longitudinal axis of the device, with each finger forming a kinematic ru progressive movement with a corresponding direct groove, the ends of the upper and lower stops in contact with the punch and the base plate are made smooth, and the ends of these stops in contact with samples of materials are made rough. According to the technical solution, straight grooves are made in cylindrical
вкладышах, помещенных в соответствующие им цилиндрические гнезда стоек, и связаны с ними съемными фиксаторами.inserts placed in the corresponding cylindrical nests of the uprights, and connected with them by removable clips.
Указанная совокупность признаков по первому варианту исполнения устройства создает возможность изменения угла α прямых пазов относительно продольной оси устройства за счет возможности поворота цилиндрических вкладышей в цилиндрических гнездах стоек, и, после закрепления съемными фиксаторами, - проведение испытаний на сжатие с одновременным сдвигом. Это позволяет без изменения конструкции устройства производить исследования физико-механических свойств различных материалов на сжатие при различных значениях угла α, например: (α1=0°; α2=30°; α3=45°; α4=60°. При этом расширяются технические возможности устройства.The specified set of features according to the first embodiment of the device creates the possibility of changing the angle α of the direct grooves relative to the longitudinal axis of the device due to the possibility of rotation of the cylindrical liners in the cylindrical nests of the racks, and, after fixing with removable clamps, compression tests with simultaneous shear. This allows, without changing the design of the device, to study the physicomechanical properties of various materials for compression at various values of the angle α, for example: (α 1 = 0 °; α 2 = 30 °; α 3 = 45 °; α 4 = 60 °. This extends the technical capabilities of the device.
Целесообразно при этом съемные фиксаторы выполнять в виде винтов, помещенных в отверстия цилиндрических вкладышей и закрепленных в резьбовых отверстиях стоек.In this case, it is advisable to make the removable clamps in the form of screws placed in the holes of the cylindrical liners and fixed in the threaded holes of the racks.
При этом конструктивно просто производится изменение угла α прямых пазов относительно продольной оси устройства при сборке устройства. Тем самым расширение технических возможностей устройства при проведении исследований физико-механических свойств образцов различных материалов достигается наиболее простым способом.In this case, structurally simple, the angle α of the direct grooves is changed relative to the longitudinal axis of the device during assembly of the device. Thus, the expansion of the technical capabilities of the device when conducting studies of the physicomechanical properties of samples of various materials is achieved in the simplest way.
Целесообразно также между торцами верхнего и нижнего упоров и образца материала помещать прокладки, образующие с ними прочную адгезионную связь. Это способствует более надежной передаче усилия сдвига от устройства на образцы материалов и исключает относительное проскальзывание упомянутых торцов, что дополнительно повышает качество и достоверность конечных результатов исследования физико-механических свойств образцов различных материалов.It is also advisable to place gaskets between the ends of the upper and lower stops and the material sample, forming a strong adhesive bond with them. This contributes to a more reliable transfer of shear forces from the device to samples of materials and eliminates the relative slippage of the mentioned ends, which further improves the quality and reliability of the final results of the study of the physicomechanical properties of samples of various materials.
Во втором варианте исполнения устройство для испытания образцов материалов на сжатие включает корпус, помещенные в нем соосно пуансон, опорную плиту, верхний и нижний упоры прямоугольного поперечного сечения, установленные по скользящей посадке и каждый из которых имеет, по меньшей мере, одно перпендикулярное его оси отверстие, в котором помещен палец, концы которого установлены в соответствующих прямых пазах, параллельных друг другу и образующих угол α с продольной осью устройства, причем каждый палец образует кинематическую пару поступательного движения с соответствующим ему прямым пазом, торцы верхнего и нижнего упоров, контактирующие с пуансоном и опорной плитой, выполнены гладкими, а торцы этих упоров, контактирующие с образцами материалов, выполнены шероховатыми. Согласно техническому решению прямые пазы выполнены в конических вкладышах с их внутренних торцов, сообщающихся по скользящей посадке с верхним и нижним упорами, причем указанные конические вкладыши помещены в соответствующие им расширяющиеся наружу конические отверстия корпуса, а на внешних торцах упомянутых конических вкладышей нанесена шкала углов а поворота прямых пазов относительно продольной оси устройства и на корпусе выполнены риски, соответствующие началу отсчета углов α, причем конические вкладыши снабжены прижимными планками, связанными с корпусом посредством болтов, установленных с возможностью создания осевого усилия в направлении заклинивания сопрягающихся поверхностей указанных вкладышей и отверстий корпуса.In the second embodiment, the device for testing samples of materials for compression includes a housing, a coaxial punch placed in it, a support plate, upper and lower supports of rectangular cross section, mounted on a sliding fit and each of which has at least one hole perpendicular to its axis , in which a finger is placed, the ends of which are mounted in corresponding straight grooves parallel to each other and forming an angle α with the longitudinal axis of the device, with each finger forming a post kinematic pair continuous movement with the corresponding direct groove, the ends of the upper and lower stops contacting with the punch and the base plate are made smooth, and the ends of these stops contacting with samples of materials are made rough. According to the technical solution, the direct grooves are made in conical inserts from their inner ends, communicating in a sliding fit with the upper and lower stops, moreover, these conical inserts are placed in the conical openings of the housing expanding outward, and a scale of rotation angles a is applied on the outer ends of the conical inserts of direct grooves relative to the longitudinal axis of the device and on the housing, risks corresponding to the origin of the angles α are fulfilled, and the conical inserts are equipped with clamping plates kami connected to the housing by bolts, mounted with the ability to create thrust in the direction of the mating wedging surfaces of said liners and housing holes.
Устройство по второму варианту исполнения позволяет без изменения его конструкции произвольно и в широких пределах (αi=0÷360°) изменять угол α установки прямых пазов относительно продольной оси устройства за счет возможности поворота конических вкладышей в соответствующих им конических отверстиях The device according to the second embodiment allows, without changing its design, arbitrarily and within wide limits (α i = 0 ÷ 360 °) to change the installation angle α of the direct grooves relative to the longitudinal axis of the device due to the possibility of rotation of the conical inserts in the corresponding conical holes
корпуса и, после создания посредством болтов осевого усилия прижимными планками в направлении заклинивания этих конических поверхностей и предотвращения поворота конических вкладышей, - проведение испытаний на сжатие с одновременным сдвигом.casing and, after creating axial forces by means of bolts with clamping bars in the direction of jamming of these conical surfaces and preventing the rotation of the conical inserts, - conduct compression tests with a simultaneous shift.
Таким образом, применение устройства по второму варианту исполнения расширяет технические возможности устройства при исследовании физико-механических свойств различных материалов, упрощает его конструкцию (не имеет стоек). Достигается высокая точность установки угла α, что необходимо, например, при испытаниях образцов горных пород с трещинами.Thus, the use of the device according to the second embodiment expands the technical capabilities of the device in the study of the physical and mechanical properties of various materials, simplifies its design (does not have racks). A high accuracy of setting the angle α is achieved, which is necessary, for example, when testing rock samples with cracks.
Целесообразно при этом конические вкладыши выполнять из материала, обладающего магнитными свойствами, а корпус - из магнитомягкого ферромагнитного материала. При этом создается дополнительное осевое усилие магнитного притяжения, повышается надежность фиксации конических вкладышей относительно корпуса, повышается точность установки угла α, что дополнительно повышает качество и достоверность конечных результатов исследования физико-механических свойств образцов различных материалов.In this case, it is advisable to make conical inserts of a material having magnetic properties, and the casing of magnetically soft ferromagnetic material. This creates an additional axial force of magnetic attraction, increases the reliability of fixing the conical liners relative to the housing, increases the accuracy of setting the angle α, which further improves the quality and reliability of the final results of the study of the physicomechanical properties of samples of various materials.
Целесообразно также между торцами верхнего и нижнего упоров и образца материала помещать прокладки, образующие с ними прочную адгезионную связь. Это способствует более надежной передаче усилия сдвига от устройства на образцы материалов и исключает относительное проскальзывание упомянутых торцов, что дополнительно повышает качество и достоверность конечных результатов исследования физико-механических свойств образцов различных материалов.It is also advisable to place gaskets between the ends of the upper and lower stops and the material sample, forming a strong adhesive bond with them. This contributes to a more reliable transfer of shear forces from the device to the samples of materials and eliminates the relative slippage of the mentioned ends, which further improves the quality and reliability of the final results of the study of the physicomechanical properties of samples of various materials.
Сущность технического решения иллюстрируется примерами конкретного исполнения и чертежами, где: на фиг.1 показан общий вид устройства для испытаний образцов материалов на сжатие (первый вариант исполнения), продольный разрез; на The essence of the technical solution is illustrated by examples of specific performance and drawings, where: in Fig.1 shows a General view of a device for testing samples of materials for compression (first embodiment), a longitudinal section; on
фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - общий вид устройства для испытания образцов материалов на сжатие (второй вариант исполнения), продольный разрез; на фиг.4 слева - вид Б, справа - разрез Б-Б на фиг.3; на фиг.5 - пример использования устройства (второй вариант исполнения) при испытании образца горной породы на сжатие со сдвигом вдоль поверхности трещины в нем.figure 2 - section aa in figure 1; figure 3 is a General view of a device for testing samples of materials for compression (second embodiment), a longitudinal section; figure 4 on the left is a view of B, on the right is a section bB in figure 3; figure 5 is an example of the use of the device (the second embodiment) when testing a rock sample for compression with a shift along the surface of the crack in it.
Устройство для испытания образцов материалов на сжатие (далее устройство) по первому варианту исполнения (фиг.1) включает корпус 1, соосно установленные в нем пуансон 2 и опорную плиту 3. Внутри корпуса 1 помещены две стойки 4, между которыми по скользящей посадке установлены верхний упор 5 и нижний упор 6 прямоугольного поперечного сечения. Каждый из упоров 5 и 6 имеет, по меньшей мере, одно перпендикулярное к продольной оси отверстие 7, в котором помещен палец 8. Концы пальца 8 установлены в прямых пазах 9, выполненных в цилиндрических вкладышах 10. Пазы 9 параллельны между собой и образуют угол α (фиг.2) с продольной осью устройства. Цилиндрические вкладыши 10 (фиг.1, 2) установлены в цилиндрических гнездах 11 стоек 4 и связаны с ними съемными фиксаторами 12. Целесообразно исполнять съемные фиксаторы 12 в виде винтов (фиг.2), помещенных в отверстия 13 цилиндрических вкладышей 10 и закрепленных в резьбовых отверстиях 14 стоек 4. Торцы 15 упоров 5 и 6, контактирующие с пуансоном 2 и опорной плитой 3, выполнены гладкими, а торцы 16 упоров 5 и 6, контактирующие с образцами 17 материалов, выполнены шероховатыми. Целесообразно также между торцами 16 упоров 5 и 6, контактирующих с образцом 17 материала помещать прокладки 27 (фиг.5), образующие с ними прочную адгезионную связь. Это способствует более надежной передаче сдвига от устройства на образец 17 материала и исключает относительное проскальзывание упомянутых торцов, что дополнительно повышает качество и The device for testing samples of materials for compression (hereinafter the device) according to the first embodiment (Fig. 1) includes a housing 1, a punch 2 coaxially mounted therein and a support plate 3. Two columns 4 are placed inside the housing 1, between which a top emphasis 5 and the lower emphasis 6 of a rectangular cross section. Each of the stops 5 and 6 has at least one hole 7 perpendicular to the longitudinal axis, in which the finger is placed 8. The ends of the finger 8 are installed in straight grooves 9 made in cylindrical liners 10. The grooves 9 are parallel to each other and form an angle α (figure 2) with the longitudinal axis of the device. Cylindrical liners 10 (figure 1, 2) are installed in the cylindrical nests 11 of the racks 4 and are connected with removable clips 12. It is advisable to make removable clips 12 in the form of screws (figure 2), placed in the holes 13 of the cylindrical liners 10 and fixed in threaded holes 14 racks 4. The ends 15 of the stops 5 and 6, in contact with the punch 2 and the base plate 3, are made smooth, and the ends 16 of the stops 5 and 6, in contact with the samples 17 of the materials are made rough. It is also advisable between the ends 16 of the stops 5 and 6 in contact with the sample 17 of the material to place gaskets 27 (figure 5), forming with them a strong adhesive bond. This contributes to a more reliable transfer of shear from the device to the material sample 17 and eliminates the relative slippage of the said ends, which further improves the quality and
достоверность конечных результатов исследования физико-механических свойств образцов различных материалов.reliability of the final results of the study of the physicomechanical properties of samples of various materials.
Устройство по первому варианту работает следующим образом. В процессе сборки устройства производят поворот цилиндрических вкладышей 10 в цилиндрических гнездах 11 стоек 4 на необходимый угол α и фиксируют их положение съемными фиксаторами 12 в соответствующих резьбовых отверстиях 14 стоек 4. Устройство в сборе с образцом 17 (фиг.1, 2) помещают на рабочую плиту 18 пресса (на фиг. не показан). Приложение силы Р к пуансону 2 перемещает его вниз и нагрузка передается через верхний упор 5 на образец 17, который опирается на нижний упор 6 и через него на опорную плиту 3, опирающуюся на рабочую плиту 18. Так как упоры 5 и 6 через посредство пальцев 8 образуют кинематические пары поступательного движения с пазами 9 цилиндрических вкладышей 10 стоек 4, то в образце 17 создаются касательные усилия Т=1/2Psin2α. Возможность изменения угла α прямых пазов 9 относительно продольной оси устройства позволяет без изменения конструкции устройства производить исследования физико-механических свойств материалов на сжатие при различных значениях этого угла α. При значении угла α1=0° реализуется одноосное сжатие. При значениях угла α2=30°; α3=45°; α4=60° (наиболее часто используемых на практике) реализуется сжатие образца материала с одновременным сдвигом под углами 30°, 45° и 60° соответственно, что расширяет технические возможности устройства.The device according to the first embodiment works as follows. In the process of assembling the device, the cylindrical liners 10 are rotated in the cylindrical sockets 11 of the racks 4 by the required angle α and their position is fixed by removable clips 12 in the corresponding threaded holes 14 of the racks 4. The device assembly with the sample 17 (Figs. 1, 2) is placed on the working press plate 18 (not shown in FIG.). The application of force P to the punch 2 moves it down and the load is transmitted through the upper stop 5 to the sample 17, which rests on the lower stop 6 and through it to the base plate 3, resting on the working plate 18. Since the stops 5 and 6 through the fingers 8 form a kinematic pair translational motion with grooves 9 of cylindrical inserts 10 racks 4, the sample 17 are tangential force T = 1/2 Psin2α. The possibility of changing the angle α of the direct grooves 9 relative to the longitudinal axis of the device allows, without changing the design of the device, to study the physicomechanical properties of materials for compression at various values of this angle α. When the angle α 1 = 0 °, uniaxial compression is realized. When the values of the angle α 2 = 30 °; α 3 = 45 °; α 4 = 60 ° (the most commonly used in practice), a compression of the material sample is carried out with a simultaneous shift at angles of 30 °, 45 ° and 60 °, respectively, which expands the technical capabilities of the device.
Устройство для испытания образцов материалов на сжатие (далее устройство) по второму варианту исполнения (фиг.3) включает корпус 1, соосно установленные в нем пуансон 2 и опорную плиту 3. Внутри корпуса 1 помещены по скользящей посадке между конических вкладышей 19 верхний упор 5 и нижний упор 6 прямоугольного поперечного сечения. Каждый из упоров 5 и 6 имеет, по меньшей мере, одно The device for testing samples of materials for compression (hereinafter referred to as the device) according to the second embodiment (Fig. 3) includes a housing 1, a punch 2 coaxially mounted therein and a support plate 3. Inside the housing 1, an upper stop 5 is placed along a sliding fit between the conical bushings 19 and lower emphasis 6 of rectangular cross section. Each of the stops 5 and 6 has at least one
перпендикулярное к продольной оси устройства отверстие 7, в котором помещен палец 8. Концы пальца 8 установлены в прямых пазах 9, которые выполнены в конических вкладышах 19 с их внутренних торцов 20. Конические вкладыши 19 (фиг.3, 4) установлены в соответствующих им расширяющихся наружу конических отверстиях 21 корпуса 1. Внешние торцы 22 конических вкладышей 19 имеют шкалу 23 углов α поворота прямых пазов 9 относительно продольной оси устройства (фиг.4). На корпусе 1 выполнены риски 24, соответствующие началу отсчета углов α. Все прямые пазы 9 параллельны между собой и образуют угол α с продольной осью устройства (фиг.5). Прижимные планки 25 связаны с корпусом 1 посредством болтов 26, установленных с возможностью создания осевого усилия в направлении заклинивания сопрягающихся поверхностей конических вкладышей 19 и конических отверстий 21 корпуса 1. Торцы 15 упоров 5 и 6, контактирующие с пуансоном 2 и опорной плитой 3, выполнены гладкими, а торцы 16 упоров 5 и 6, контактирующие с образцами 17 материалов, выполнены шероховатыми.an opening 7 perpendicular to the longitudinal axis of the device, in which the finger is placed 8. The ends of the finger 8 are installed in straight grooves 9, which are made in conical inserts 19 from their inner ends 20. The conical inserts 19 (Figs. 3, 4) are installed in their respective expanding outward of the conical holes 21 of the housing 1. The outer ends 22 of the conical inserts 19 have a scale of 23 angles α of rotation of the direct grooves 9 relative to the longitudinal axis of the device (figure 4). On the housing 1, risks 24 are fulfilled, corresponding to the origin of the angles α. All straight grooves 9 are parallel to each other and form an angle α with the longitudinal axis of the device (figure 5). The clamping strips 25 are connected with the housing 1 by means of bolts 26, which are mounted with the possibility of creating axial force in the direction of jamming of the mating surfaces of the conical inserts 19 and the conical holes 21 of the housing 1. The ends 15 of the stops 5 and 6 in contact with the punch 2 and the base plate 3 are made smooth and the ends 16 of the stops 5 and 6 in contact with the samples 17 of the materials are made rough.
Целесообразно между торцами 16 упоров 5 и 6, контактирующих с образцом 17 материала, помещать прокладки 27 (фиг.5), образующие с ними прочную адгезионную связь. Это способствует более надежной передаче сдвига от устройства на образец 17 материала и исключает относительное проскальзывание упомянутых торцов, что дополнительно повышает качество и достоверность конечных результатов исследования физико-механических свойств образцов различных материалов.It is advisable between the ends 16 of the stops 5 and 6 in contact with the sample 17 of the material, place gaskets 27 (figure 5), forming with them a strong adhesive bond. This contributes to a more reliable transfer of shear from the device to the material sample 17 and eliminates the relative slippage of the mentioned ends, which further improves the quality and reliability of the final results of the study of the physicomechanical properties of samples of various materials.
Устройство по второму варианту работает следующим образом. Без разборки устройства производят поворот конических вкладышей 19 в конических отверстиях 21 корпуса 1 на необходимый угол α(αi=0÷360°) и фиксируют их положение затяжкой болтов 26, установленных в прижимных планках 25. Устройство в сборе с образцом 17 (фиг.3, 4) помещают на рабочую плиту 18 пресса (на фиг. не показан). Приложение The device according to the second embodiment works as follows. Without disassembling the device, the conical bushings 19 in the conical holes 21 of the housing 1 are rotated by the required angle α (α i = 0 ÷ 360 °) and their position is fixed by tightening the bolts 26 installed in the clamping bars 25. The device assembly with sample 17 (Fig. 3, 4) are placed on the working plate 18 of the press (not shown in Fig.). application
силы Р к пуансону 2 перемещает его вниз и нагрузка передается через верхний упор 5 на образец 17, который опирается на нижний упор 6 и через него на опорную плиту 3, опирающуюся на рабочую плиту 18. Так как упоры 5 и 6 через посредство пальцев 8 образуют кинематические пары поступательного движения с пазами 9 конических вкладышей 19, то в образце 17 создаются касательные усилия Т=1/2Psin2α. Возможность произвольного (αi=0÷360°) изменения угла α прямых пазов 9 относительно продольной оси устройства позволяет без изменения его конструкции производить исследования физико-механических свойств материалов на сжатие при различных значениях этого угла α, что расширяет технические возможности устройства.forces P to the punch 2 moves it down and the load is transmitted through the upper stop 5 to the sample 17, which rests on the lower stop 6 and through it to the base plate 3, resting on the working plate 18. Since the stops 5 and 6 through the fingers 8 form kinematic pairs translational motion with grooves 9 of conical inserts 19, the sample 17 are tangential force T = 1/2 Psin2α. The possibility of arbitrary (α i = 0 ÷ 360 °) changes in the angle α of straight grooves 9 relative to the longitudinal axis of the device allows, without changing its design, to study the physicomechanical properties of materials for compression at various values of this angle α, which extends the technical capabilities of the device.
Необходимое усилие Рз затяжки сопрягающихся конических поверхностей можно определить из условия предотвращения проворачивания конических вкладышей 19 относительно конических отверстий 21 корпуса 1:The necessary force P z of the tightening of the mating conical surfaces can be determined from the condition for preventing the rotation of the conical inserts 19 relative to the conical holes 21 of the housing 1:
где Мкр - момент от силы Р в коническом вкладыше 19, Нм;where M cr - the moment of force P in the conical liner 19, Nm;
dcp - средний диаметр конического отверстия 21, м;d cp is the average diameter of the conical hole 21, m;
К - конусность конического вкладыша 19;K is the taper of the conical liner 19;
ƒ - коэффициент трения.ƒ is the coefficient of friction.
С учетом того, что максимальное значение Мкр=1/2P×α×sinα, то формулу (1) можно представить в более удобном для расчета виде:Considering that the maximum value M cr = 1/2 P × α × sinα, the formula (1) can be represented in a more convenient form for calculation:
где Р - максимальное усилие на пуансоне 2 при разрушении образца 17, H;where P is the maximum force on the punch 2 during the destruction of the sample 17, H;
a - длина прямого паза 9, м.a - the length of the direct groove 9, m
Целесообразно конические вкладыши 19 выполнять из материала, обладающего магнитными свойствами, а корпус 1 - из магнитомягкого It is advisable that the conical inserts 19 be made of a material having magnetic properties, and the housing 1 is made of soft magnetic
ферромагнитного материала. При этом создается дополнительное осевое усилие Рм магнитного притяжения, усилие Рз затяжки сопрягающихся конических поверхностей может быть уменьшено на эту величину и формула для определения потребного усилия Рз затяжки примет вид:ferromagnetic material. In this case, an additional axial force P m of magnetic attraction is created, the tightening force P c of the mating conical surfaces can be reduced by this value and the formula for determining the required tightening force P c takes the form:
При этом повышается надежность фиксации конических вкладышей 19 относительно корпуса, повышается точность установки угла α, что дополнительно повышает качество и достоверность конечных результатов исследования физико-механических свойств образцов различных материалов.This increases the reliability of fixing the conical liners 19 relative to the housing, increases the accuracy of the angle α, which further improves the quality and reliability of the final results of the study of the physicomechanical properties of samples of various materials.
Пример использования устройства (второй вариант исполнения) при испытании на сжатие стандартного образца 17 (высотой 40 мм и диаметром 40 мм, изготовленного из горной породы - габбро) с одновременным сдвигом вдоль поверхности трещины 28 в нем, ориентированной под углом Ψ=36° к оси образца, приведен на фиг.5. Необходимо при испытании ориентировать касательное усилие Т вдоль поверхности трещины 28. Это возможно с использованием предложенного устройства при выполнении условия равенства углов α=Ψ. Корпус 1 изготовлен из магнитомягкой низкоуглеродистой стали марки Ст 3, а конические вкладыши 19 - из намагниченной стали ЮНДК35БА. Между торцами 16 упоров 5, 6 и образца 17 материала помещают прокладки 27 из стеклоткани, пропитанной компаундом на основе эпоксидной смолы ЭД-20, образующие через 18 минут прочную адгезионную связь между ними. Конусность К конических вкладышей 19 и конических отверстий 21 принята равной 0,1, так как для обеспечения затяжки в соединениях, требующих разборки, она обычно выбирается в пределах К=1:20÷1:5. Соответственно, средний диаметр dcp конуса конического отверстия 21 равен 0,09 м, длина α прямого паза 9-0,046 м; коэффициент ƒ трения - 0,07; усилие Рм магнитного притяжения - 24 Н. Максимальное усилие Р на An example of the use of the device (second embodiment) in a compression test of standard sample 17 (40 mm high and 40 mm in diameter, made of rock - gabbro) with a simultaneous shift along the surface of the crack 28 in it, oriented at an angle Ψ = 36 ° to the axis sample shown in Fig.5. It is necessary during the test to orient the tangent force T along the surface of the crack 28. This is possible using the proposed device when the condition of equal angles α = выполнении is fulfilled. Case 1 is made of soft magnetic low-carbon steel grade St 3, and the conical bushings 19 are made of magnetized steel UNDK35BA. Between the ends 16 of the stops 5, 6 and the sample 17 of the material, gaskets 27 made of fiberglass impregnated with a compound based on epoxy resin ED-20 are placed, forming a strong adhesive bond between them after 18 minutes. The taper K of the conical bushings 19 and the conical holes 21 is taken to be 0.1, since in order to ensure tightening in joints requiring disassembly, it is usually selected within the range of K = 1: 20 ÷ 1: 5. Accordingly, the average diameter d cp of the cone of the conical hole 21 is 0.09 m, the length α of the direct groove is 9-0.046 m; coefficient of friction 0,0 0.07; force P m of magnetic attraction - 24 N. Maximum force P on
пуансоне 2, которое достигается при разрушении образца 17 с трещиной 28, составляет Р≈820 Н. Потребное усилие Рз затяжки сопрягающихся конических поверхностей определяем по формуле (3):the punch 2, which is achieved by the destruction of the sample 17 with a crack 28, is P≈820 N. The required force P s of the tightening of the mating conical surfaces is determined by the formula (3):
По результатам испытания определяется предельное усилие Р на пуансоне 2 и вычисляется касательное усилие T по трещине 28:According to the test results, the ultimate force P on the punch 2 is determined and the tangential force T along the crack 28 is calculated:
После разрушения образца 17 измеряется площадь F среза и может быть вычислено сцепление τ0 по трещине τ0=T/F≈0,05 МПа.After the fracture of specimen 17, the shear area F is measured and the adhesion τ 0 along the crack τ 0 = T / F≈0.05 MPa can be calculated.
Реализация устройства по второму варианту исполнения, таким образом, расширяет технические возможности устройства за счет возможности произвольного изменения и точной регулировки угла α наклона прямых пазов относительно его продольной оси. При проведении исследований физико-механических свойств образцов габбро с трещиной определяется не только предел прочности при одноосном сжатии, но и сцепление τ0 по трещине.The implementation of the device according to the second embodiment, thus, expands the technical capabilities of the device due to the possibility of arbitrary changes and precise adjustment of the angle α of the slope of the straight grooves relative to its longitudinal axis. When conducting studies of the physicomechanical properties of gabbro samples with a crack, not only the tensile strength under uniaxial compression is determined, but also the adhesion τ 0 along the crack.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006123807/22U RU57905U1 (en) | 2006-07-03 | 2006-07-03 | DEVICE FOR TESTING COMPRESSION MATERIALS (OPTIONS) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006123807/22U RU57905U1 (en) | 2006-07-03 | 2006-07-03 | DEVICE FOR TESTING COMPRESSION MATERIALS (OPTIONS) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU57905U1 true RU57905U1 (en) | 2006-10-27 |
Family
ID=37439697
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006123807/22U RU57905U1 (en) | 2006-07-03 | 2006-07-03 | DEVICE FOR TESTING COMPRESSION MATERIALS (OPTIONS) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU57905U1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107870124A (en) * | 2017-12-19 | 2018-04-03 | 浙江理工大学 | Fixture for the experiment of composite board compression performance |
| RU2723903C1 (en) * | 2019-05-28 | 2020-06-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Калининградский государственный технический университет" | Device for analysis of strength of material at complex loading |
-
2006
- 2006-07-03 RU RU2006123807/22U patent/RU57905U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107870124A (en) * | 2017-12-19 | 2018-04-03 | 浙江理工大学 | Fixture for the experiment of composite board compression performance |
| RU2723903C1 (en) * | 2019-05-28 | 2020-06-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Калининградский государственный технический университет" | Device for analysis of strength of material at complex loading |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11719621B2 (en) | Debonding test apparatus for measuring bond strength to concrete | |
| US5528942A (en) | Apparatus for maximizing critical buckling loads for compression testing | |
| EP2613134A2 (en) | System and method for aligning a test article with a load | |
| CN111693371A (en) | Test fixture for testing tensile property of ceramic matrix composite | |
| RU57905U1 (en) | DEVICE FOR TESTING COMPRESSION MATERIALS (OPTIONS) | |
| CN115615848A (en) | Prestressed reinforcement impact protection test device and test method | |
| CN110346223B (en) | Bending shear coupling test device | |
| CN111766162B (en) | Automobile sheet strain fatigue test device and method | |
| CN104655486B (en) | Tubular test sample constant-deformation stress corrosion testing clamp | |
| CN107389454B (en) | Composite fracture test device suitable for test pieces with various shapes and sizes | |
| US4706387A (en) | Device for measuring hole elongation in a bolted joint | |
| CN116818563A (en) | Experimental device based on hopkinson pole | |
| CN115144255A (en) | Test auxiliary device that unidirectional fiber combined material interlaminar shear strength distributes | |
| CN109142063A (en) | Test the test macro and test method of CFRP tendons binding type anchorage mechanical property | |
| RU2377531C1 (en) | Method for loading of flat sample | |
| US8225675B2 (en) | Controlled shear/tension fixture | |
| CN111289357B (en) | Clamp device for vacuum high-temperature indentation creep test | |
| RU157415U1 (en) | DEVICE FOR TESTING COMPRESSIVE CONSTRUCTIVE SIMILAR SAMPLES | |
| GB2356058A (en) | Bond durability test of steel fibre reinforced concrete | |
| CN114764052A (en) | Rock sample compression-shear composite static loading test device | |
| CN111999172A (en) | Test fixture, device and method for rivet composite loading test | |
| RU2784407C1 (en) | Compression testing device for long specimens | |
| Pinkerton et al. | Measurement of Average Tensile Force for Individual Steel Fiber Using New Direct Tension Test | |
| CN220473203U (en) | Bending deformation test clamp for image relative method | |
| KR20200062755A (en) | the jig for compression test |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20070704 |