SU1241095A1 - Образец дл испытаний горных пород на трехточечный изгиб - Google Patents

Abstract

Изобретение может быть исполь- soBaiHO в горн о-добывающей промьшшен- ности и обогащении полезных ископае- мьйс дл  исследовани  физических свойств .материалов . Цель изобретени  - повышение точности испытаний при ограниченном объеме испытуемого материала . Дл  этого на двух противоположных сторонах испытуемого образца (НО) в виде балки 1 пр моугольного сечени  в шахматном пор дке выполнены надрезы 2. Надрезы 2 выполнены с одинаковым шагом от кра  НО, равным 1,9-2,0 толщины ИО в точке надреза. Дл  испытани  на изгиб ИО помещают на опорах копра или другого устройства и прикладьшают к нему нагрузку в том -сечении, в котором выполнен надрез и с противоположной от него стороны. Использование ИО позвол ет увеличить число измерений в 2 раза и соответственно точность из- мерений параметров раэрущени  в 1,7 раз. Вли ние микродеформаций в зоне контакта опоры и ИО при выбранной величине шага становитс  несущественным. 1 ил, 1 табл. ю 4: сд

Description

Изобретение откоситс  к исследованию физических свойств материалов, в частности к образцам дл  определени  прочностных характеристик при изгибе, и может быть использовано в горнодобывающей промышленности и при обогащении полезных ископаемых при совершенствовании процессов дроблени  и измельчени  руд.

Целью изобретени   вл етс  повьппе- ние точности испытани  при ограниченном объеме испытуемого материала.

На чертеже схематически изображен предлагаемый образец.

Образец имеет вид балки 1 пр моугольного сечени  с надрезами 2,выполненными в шахматном пор дке на двух противоположных сторонах его с одинаковым шагом с от кра  образца.

Надрезы выполнены т-акой глубины, что . толщина образца в точке излома (надреза ) составл ет h, причем отношение a/h составл ет 1,9-2,0.

Образец испытывают по стандартной схеме трехточечного изгиба путем помещени  его на опорах копра или- другого устройства дл  испытани  на изгиб приложением нагрузки в том сечении образца, в-котором выполнен надрез с противоположной от него стороны. Испытани  провод тс  вначале в зоне первого (от кра ) надреза, затем в зоне второго надреза и т.д., переворачива  каждый раз образец та-:- ким образом, чтобы надрез в зоне испытаний находилс  в противоположной от приложени  нагрузки стороны.

Проведены сравнительные испытани  предлагаемого образца и прототипа. Из керна диаметром 40 мм и длиной 50 мм изготовлено 5 образцов по прототипу (максимальное возможное количество ) размером 10 х 10 х 30 мм, в которых вьшолнен надрез П-образной формы глубиной 2 мм так, что толщина образца в точке надреза составила 8 мм. Из других (подобных) кернов- вьшолнены предлагаемые образцы такого же сечени  с надрезами, идентичными с прототипом по форме и по глубине , при отношении рассто ни  между надрезами к толщине образца в точке нанесени  надреза, равном (1,7-2,1)h. Испытани  образцов проводились на установке на трехточечный изгиб с цилиндрическими опорами 0 5 мм, рассто ние между опорами составило 24 мм, а отношение рассто ни  между опорами к толщине образца было прин то минимально возможным дл  большинства горных пород и равн лось трем, .

Дл  получени  достоверных результатов измерени  при ограниченном объеме материала, как правило, идут по пути уменьшени  размеров образцов, но структурно-текстурные особенности пород (зернистость, трещиноватость и др.), а также особенности метода испытани  существенно ограничивают этот путь. Так дл  испытани  .на трехточечный изгиб отношение рассто ни  между опорами к толщине не должно быть меньше 3, а толщина образцов дл  многих горных пород не менее 5- 10 мм. Поэтому, например, из АО мм длиной 50 мм можно получить не более п ти стандар.тных образцов квадратного сечени  с толщиной 10 мм и привести соответственно 5 измерений. Использование предлагаемого образца позвол ет увеличить число измерений до 10 при этом же объеме материал . что обеспечивает значительное/в 1,7ра- 3aj повьппениеточности измерений.

Выбор шага чередовани  надрезов в образце обусловлен с одной стороны стремлением снизить вли ние микронарушений образца, возникающих в процессе первого испытани  на все

последующие, а с другой стороны выборы минимальной длины образца, на котором можно вьшолнить не менее . двух надрезов, и тем самым обеспечить увеличение точности при ограниченном объеме используемого материала.

При величине шага 1,9h при испытани х наблюдаетс  уменьшение точнос - ти измерени , очевидно, вследствие вие вли ни  микродеформаций, по вл ю щихс  в. зоне контакта опоры и .образца на результаты последующих испытаний.

При величине шага,равного 1,9-2,0, вли ние микродеформаций становитс  не существенным..

Увеличение шага 2h ведет к снижению точности измерени  вследствие уменьшени  числа измерений.

Испытание образцов и определение их параметров разрушени  проводились по стандартной методике.

Оценка доверительных интервалов осуществл лась при Доверительной веро тности 0,95, а оценка точности определ лась каквеличина,обратна  модулю относительнойошибки измерени .

Результаты сравнительных, испытаний известного и предлагаемого образцов приведены в таблице,

Анализ таблицы показывает, что предлагаемый образец по сравнению с известным при одинаковом объеме испытуемого материала позвол ет увеличить число измерений .в 2 раза (с 5 до 10 измерений) и тем самым обеспечивает повьшение точности определени  энергии разрушени  в 1,7 раза (.с 7,9 до 13,9).

Кроме того, дл  измерени  прочностных характеристик с точностью,обеспечиваемой числом измерений равным, например, 10, дл  образцов по прото- типу требуетс  в два раза больше материала , чем дл  описьшаемых.

Claims (1)

1. Формула изо б р е т е и и  

   Образец дл  испытани  горных пород на трехточечный изгиб, выполненный в виде балки пр моугольного сечени  с надрезом, отличающийс  тем, что, с целью повышение точности при ограниченном объеме испытуемого материала, в образце вьшолнены дополнительные надрезы, причем последнце расположены в шахматном Пор дке на двух противоположных сторонах образца с одинаковым шагом от его кра , равным (1,9-2,0)h, где h - толщина образца -в точке надреза.