SU1241091A1 - Установка дл исследовани энергообмена при разрушении образцов материалов - Google Patents

Abstract

Изобр етение относитс  к испытательной технике и позвол ет расширить технологические возможности исследований путем обеспечени  энергообмена при одновременном испытании нескольких образцов (0) при различных видах нагрузки. Дл  этого нагруженный механизм выполнен в виде гидроцилиндра 20 (Л

Description

(ГЦ) 2 с винтовой нарезкой на корпусе дл  взаимодействи  с черв чными коле- г.ами 4 „и 5. Поршень 14 ГЦ 2 контактирует с захватом 3 (10) дл  сжати  О 12.. Второй 3 11 дл  сжати  св зан с рамой 1. На двуплечем рычаге 7 колеса 5 и поверхности колеса 4 размещены 3 9 к 20 сжати , 3 21 и 22 дл  раст жени  и 3 15 - 17 дл  изгиба дополнительных О. Объем полости ГЦ 2 регулируетс  расположенным в ней поршнем 23, взаимодействующим через пружину 24 с заглушкой 6 на.торце ГЦ 2. Возрастающа  х-ка жесткости пруткины 24 определ ет кривизну х-ки энергопередачи. Дл  испытаний одного О 12 на сжатие стопором 9 на раме 1

. . .1

Изобретение отнаситс  к испытательной технике, в частности к установкам дл  изучени  энергообмена при разрушении образцов материалов, преимущественно горных пород.

Цель изобретени  - расширение технологических возможностей путем обеспечени  энергообмена при одновременном испутании нескольких образцов при различных видах нагрузки.

На чертеже показана схема установки дл  исследовани  энергообмена при разрзшгении образцов материалов.

Установка содержит раму 1, размещенный в ней нагружающий механизм, включающий гидроцилиндр 2, установленный с возможностью осевого перемещени  и имеющий винтовую нарезку . на наружной поверхности корпуса, источник 3 давлени , соединенный с полостью гидроцилиндра 2, два черв чных колеса 4 и 5, установленньрс в одной плоскости с гидроцилиндром 2 и взаимодействующих с винтовой нарезкой корпуса гидроцилиндра 2, заглушку 6, установленную на торце гидроципиндра 2 и служащую дл  изменени  объема его рабочей полости, двуплечий рычаг 7, закрепленный на колесе 5 винтами 8, позвол ющими измен ть положение рычага 7, стопор 9 блокировки врал(ени  колес .4 и 5, установленный на раме 1, и захваты 1 и 11 дл  сжати  образца 12, установблокируетс  осевое перемещение корпуса ГЦ 2 и вращение колес 4 и 5. Перемещаетс  лишь поршень 14. Энергообмен происходит между О 12 и нагружающим механизмом. Дл  нагружени  группы О различными видами на:грузок в ГЦ 2 Источником 3 создаетс  давление.. Поршень 14 вьщвигаетс  из корпуса ГЦ 2, что приводит к вращению колес 4 и 5 и перемещению 3 10, 15-17 и 19-22. В зависимости от расположени  3 каждый О нагружаетс  изгибающей, раст гивающей или сжимающей нагрузкой. В баланс энергии разрушени  одного О включаютс  ; упругие элементы всех одновременно нагружаемых О со своим знаком. 1 з.п. ф-лы, 1 ил .

ленные в направл к1щей втулке 1J,причем захват 10 св зан с поршнем 14 гидроцилиндра 2, а захват 11 с рамой 1. На колесе 4 установлены захваты

15 и 16, служащие совместно с захватом 1.7, установленным на раме 1,дл  изгиба дополнительного образца 18. На концах рычага 7 и раме 1 установлены захваты 19, 20 и 21, ,22, служащие соответственно дл  сжати  и рас- т жени  других дополнительных образцов (на чертеже не показаны).

Между заглушкой 6 и поршнем 14 в гидроцилиндре 2 размещен дополнительный поршень 23, соединенный с- заглушкой 6 упругим элементом (пружиной) 24 с возрастающей характеристикой жесткости. .

.Установка работает следующим обг

разом.

В зависимости от задач исследований и моделируемой схемы в испытании участвует один, два или несколько образцов одновременно. При испытаНИИ одного образца изучают энергосб- мен между нагружающей системой и образцом . При испытании одного образца на сжатие стопором 9 блокируют колесо 5, а вместе с ним колесо 4 от вращени , а корпус гидроцилиндра 2 - от осевого перемещени . Между захватами 10 и 11 размещают испытуемый образец 12. От источника 3 создают -давление жидкости в подпоршневой полости поршн  14, В результате роста давлени  жидкости происходит смещение поршн  23 и сжатие упругого элемента 24, а также рост осевого сжимающего усили  на образце 12. При переходе за пре- дел прочности образца 12происходит его разрущение энергией, запасенной сжатой жидкостью и сжатым элементом 24. Переход этой запасенной энергии на образец 12 осуществл етс  по Ю криволинейной зависимости, вид которой определ етс , в основном, характеристикой жесткости упругогв элемента 24, а также характеристикой сжимаемости жидкости (последн   близ ка к пр молинейной). Объем передаваемой энергии определ етс  начальным объемом подпоршневой полости, которы регулируетс  начальным положением заглушки 6 и податливостью упругого элемента 24, котора  подбираетс  до опыта заменой элемента. По известным количеству подведенной энергии, характеристике ее расхода и необходимой потребл емой энергии материало образца определ етс  избыток энергии и составл етс  баланс ее расхода на другие виды энергии (нагрев, разлет осколков, дробление и т.п.). Измен   от опыта к опыту объем подводимой энергии и кривую ее расхода, изучают энергообмен., между нагружающей системой и образцом, разрушаемым сжимающей нагрузкой,

Пр.и изучении энергообмена между нагружающей системой и одним образцом , разрушаемым изгибом, поступают следующим образом. Стопором 9 растормаживают колесо 5. Вращением корпуса гидроцилиндра 2 вокруг своей оси перемещают его в направлении захвата 10 так, чтобы захваты 10 и 11 вошли в контакт друг с другом (образец 12 отсутствует). Устанавливают в захват 15-17 образец .18, предназначенный дл  испытани  на изгиб. Включают источник 3 и создают давление в подпоршневой полости поршн  14. Последний не имеет возможности смещатьс  в направлении захвата 10, поэтому при возникновении давлени  в подпоршневой полости корпус гидроцилиндра 2 смещаетс  влево (по чертежу) и производит закручивание колеса 4, чем создает изгибающую нагрузку на образце 18, Регулировка, накопление и расход энергии при разрушении образца 18 от изгиба и ана41из получаемых результа

, c n 5.

О

0

тов аналогичны описанным испытани м на сжатие.

При изучении энергообмена между нагружающей системой и одиночным.образцом , разрушаемым раст жением, работа и регулировки установки подобны таковьм при испытании на изгиб с той разницей, что испытуемый обр а- . зец размещаетс  между захватами 21 и 22.

При изучении энергообмена меж,цу двум  нагруженными образцами с учас- тием энергии нагружающей системы схема закреплени  образцов зависит от задачи испытаний. Так, при изучении энергообмена между сжимаемым и изгибаемым образцами и нагрз ающей системой установку собирают по схеме , изображенной на чертеже. Тогда при создании давлени  в полости.гидроцилиндра 2 происходит одновременное нагружение образца 12 сжимающим усилием , образца 18 - изгибающим усилием. При разрушений одного из образцов, например образца 12, на него передаетс , как описано, энерги , запасенна  в гидроцилиндре 2 и упруга  энерги  изгиба образца 18, котора  реализуетс  путем поворота по часовой стрелке колеса 4 и вызванного этим поворотом смещени  корпуса гидроцилинд- ра 2 в направлении захвата 10. При разрушении же образца 18 к нему подводитс  энерги  системы и упруга  энерги  образца 12 при смещении поршн  14 и корпуса гидроцилиндра 2 в направлении от захвата 10 и вызванного этим смещением дополнительного поворота против часовой стрелки соле- . са 4. . .

При изучении энергообмена между сжимаемым и раст гиваемым образцами работа установки аналогична с той разницей, что о.бразцы устанавливаютс  в захваты 10, 11 и 21, 22. .При изучении энергообмена между двум  сжимаемыми образцами образцы устанавливают в захваты 10, 11 и 19, 20. При изучении энергообмена между раст гиваемым и изгибаемым образцами захваты 10 и 11 привод т в контакт друг с другом, а. образцы размещают между захватами 15 - 17 и 21, 22.

Соотношение между усили ми на сжа тие, раст жение, изгиб в широких пределах измен етс  перестановками соответствующих захватов относительно осей вращени  колес 4 и 5.

При изучении энергообмена при на- гружении группы образцов, деформируемых различными видами нагрузок, работа установки отличаетс  только количеством и местом расположени  образцов , что определ етс  задачей исследований . В этом случае при разрушении одного из образцов в баланс энергии разрушени  включаютс  упругие 3HefirHH всех одновременно нагружает мых обра.зцов со своим знаком.

Claims (2)

1. Установка дл  исследовани  энергообмена при разрушении образцов материалов, содержаща  раму, разме- щенный в ней нагружающий механизм, включаюощй гидроцилиндр с регулируемым рабочим объемом,,,источник давлени , соединенный с полостью гидро- цилиндра, и захваты дл  сжати  образца , св занные .соответственно с поршнем г дроцилиндра и дамой, о т л и - ч а ю щ а   с   тем, что, с целью

расширени  технологических возможностей путем обеспечени  энергообмена

Редактор К, Волощук Заказ, 3480/37

Составитель В. Тальвойш

Техред М;Моргентал Корректор Т. Колб

Тираж 778Подписное

ВНИИЛИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

при одновременном испытании .нескольких образцов при различных видах нагрузки , она снабжена двум  черв чными колесами, расположенными в одной плоскости и взаимодействующими с корпусом гидроцилиндра, стопором блокировки вращени  колес,установленным -на рамени двуплечим рычагом, закрепленным на одном из колес, при

JO этом корпус гидроцилиндра установлен с возможностью осевого перемещени  и имеет винтовую нарезку на наружной поверхности, а на концах рычага и поверхности второго колеса-размещены

)5 дополнительные захваты дл  сжати , раст жени  и изгиба дополнительных образцов.

2. .Установка по п..1, отличающа  с   тем, что, с целью обес20 печени  нелинейной характеристики энергопередачи от нагружающего механизма на образцы, она снабжена дополнительным поршнем, размещенным в полости гидроцилиндра, и взаимодейст-

25 вующим с этим поршнем упругим элементом с возрастающей.характеристикой жесткости..