SU1423938A1

SU1423938A1 - Installlation for investigating physical and mechanical properties of materials

Info

Publication number: SU1423938A1
Application number: SU864174399A
Authority: SU
Inventors: Евгений Васильевич Лодус
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела
Priority date: 1986-12-15
Filing date: 1986-12-15
Publication date: 1988-09-15

Abstract

Изобретение относитс к испытательной технике. Цель изобретени - расширение технологических возможностей установки путем приложени к отдельным участкам по длине образца дополнительной нагрузки, направленной под различными углами к осевой нагрузке . Дл этого установка имеет механизм дл локального нагружени образца 5, выполненный в виде вращательной пары двух звеньев 9, 10, концы которых соединены шарниром, нагружающего злемента 12, установленного на шарнире 11, и двух приводов 13 перемещени , размещенных в корпусе 1 со- осно и параллельно захватам 6 и 7 образца. Свободные концы звеньев 9 и 10 шарнирно соединены с приводами 13. Последние выполнены в вид,е гидроцилиндров 14 с поршн ми двустороннего действи . При выполнении пригружений под острыми углами измен ют напр жение оси элемента 12, ориентиру ее вдоль направлени пригрузки. Форма элемента .12 зависит от задач исследовани и выбираетс в соответствии с формой пригружающего элемента в натуре. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. 77 / 1 (Л 4 1чЭ 05 ю 00 00 fS 8This invention relates to a testing technique. The purpose of the invention is to expand the technological capabilities of the installation by applying to the individual sections along the length of the sample an additional load directed at different angles to the axial load. For this, the installation has a mechanism for locally loading the sample 5, made in the form of a rotational pair of two links 9, 10, the ends of which are connected by a hinge, loading element 12 mounted on the hinge 11, and two displacement actuators 13 placed in the housing 1 parallel to the grippers 6 and 7 of the sample. The free ends of the links 9 and 10 are hingedly connected to the drives 13. The latter are made in the form of hydraulic cylinders 14 with double-acting pistons. When carrying out mounts at acute angles, the voltage of the axis of the element 12 is changed, orienting it along the direction of the load. The shape of the .12 element depends on the objectives of the study and is chosen according to the shape of the loading element in kind. 1 hp f-ly, 1 ill. 77/1 (L 4 1chE 05 y 00 00 fS 8

Description

1one

i Изобретение относитс к ительной технике, в частности новкам дл исследовани физинических свойств материалов, Числе образцов горньп пород, ханической -нагрузкой.i The invention relates to an italic technique, in particular innovations for the study of the physical properties of materials, the number of mining samples, the kanic load.

Цель изобретени - расшир технологических возможностей новки путем приложени к отд /част ам по длине образца дотельной нагрузки, направленн различными углами к осевой нThe purpose of the invention is to expand the technological capabilities of the assembly by applying to the ends / parts along the length of the sample of the full load, directed at different angles to the axial

На чертеже показана схема ки дл исследовани физико-м сих свойств материалов.The drawing shows a scheme for studying the physical properties of these materials.

Установка содержит корпус йоложенные в нем измерительны 1)ы 2, 3 и 4 дл исследовани образца 5, захваты 6 и 7 дл да 5, механизм осевого нагруж выполненный в виде пары размеThe installation contains a case of measuring 1) s 2, 3, and 4 in it for examining sample 5, grips 6 and 7 for yes 5, and axial loading mechanism made as a pair of dimensions

корпусе 1 гидроцилиндров 8 стороннего действи , св занны захватами 6 и 7, и механизм дthe body 1 of the hydraulic cylinders 8 third-party action, associated grippers 6 and 7, and the mechanism d

:ального нагружени образца 5, вы- тголненный в виде вращательной пары л виде звеньев 9 и 10, концы которых соединены шарниром 11, нагружающего: of the sample loading 5, inflated in the form of a rotational pair l as links 9 and 10, the ends of which are connected by a hinge 11, loading

лемента 12j установленного на шарThe element 12j installed on the ball

пире t1 вращательной пары, и двух приводов 13 перемещени , установленных в корпусе 1 соосно друг другу и параллельно захватам 6 и 7.a rotation t1 of the rotational pair, and two displacement actuators 13 mounted in the housing 1 coaxially with each other and parallel to the grippers 6 and 7.

Приводы 13 перемещени выполнены II виде гидроцилиндров 14 с поршн ми д вустороннего действи , шарнирно сое д иненными со свободными концами зве- Чьев 9 и 10.Movement actuators 13 are made of II type of hydraulic cylinders 14 with pistons of a two-sided action, articulated with free ends of links 9 and 10.

Образец 5 размещаетс на столе 15 котором выполнены отверсти дл доступа к образцу 5 измерительных Йриборов 2, 3 и 4, Нагружающий эле- |Jeнт 12 имеет сферический , наконечник Ч фиксируетс на шарнире 11 гайкой 1б,.что позвол ет измен ть угол наклона оси наконечника к оси образца 5 Установка содержит также источник 17 Давлени , св занный с гидроцилиндрами 8 и 14.Sample 5 is placed on the table 15 which has holes for accessing the sample 5 measuring instruments 2, 3 and 4. The loading element 12 has a spherical tip H is fixed on the hinge 11 by a nut 1b, which allows changing the angle of the tip axis to the axis of sample 5; The installation also contains a pressure source 17 associated with the hydraulic cylinders 8 and 14.

Установка работает следующим об- 1 1азом.The installation works as follows: 1 1az.

Включают источник 17 давлени и «осредством гидроцилиндров 8 и зах- Ватов 6 и 7 нагружают образец 5 с)севой сжимающей или раст гивак цей нагрузкой. После достижени заданной «севой нагрузки приступают к пригру- зйению образца 5, дл чего используютThe pressure source 17 is switched on and the sample 5 is loaded by means of hydraulic cylinders 8 and wats 6 and 7 with a 5% compressive or tension load. After reaching the specified "sevage load," they begin to load sample 5, for which purpose they use

гидроцилиндры 14. Дл выбора места приложени дополнительной нагрузки синхронно перемещают концы звеньев 9 и 10 вращательной пары в направлении выбранной точки нагружени , при этом нагружающий элемент 12 перемещаетс параллельно поверхности образца 5. После перемещени нагружающего элемента-12-к точке пригружени образца 5 режимы подачи жидкости в полости гидроцилиндров 14 измен ют так что концы звеньев 9 и 10 переме15 hydraulic cylinders 14. To select the location of the additional load, the ends of the links 9 and 10 of the rotational pair move synchronously in the direction of the selected loading point, while the loading element 12 moves parallel to the surface of the sample 5. After moving the loading element-12-to the point of loading the sample 5 in the cavity of the hydraulic cylinders 14, the ends of the links 9 and 10 are changed;

20 20

2525

30thirty

3535

JQ Jq

5five

00

5five

щаютс с разными скорост ми. Так, дл нагружени поверхности образца 5 в направлении, перпендикул рном оси захватов 6 и 7, концы звеньев 9 и 10 перемещают навстречу друг другу с равными скорост ми. При зтом угол между звень ми 9 и 10 уменьшаетс с равными угловыми скорост ми с двух сторон относительно биссектрисы угла, нагружающий элемент 12 перемещаетс - перпендикул рно оси захватов 6 и 7 и по достижении им поверхности образца 5 под углом к оси захватов 6 и 7 скорость перемещени одного из звеньев 9 и 10 вращательной пары уменьшают , в результате чего нагружающий элемент 12 перемещаетс к поверхности образца 5 и вдоль нее и нагружает образец 5 усилием, направленным под углом к осевой нагрузке. Дл уменьшени угла пригрузки концы звеньев 9 и 10 перемещают в одном направлении, но то звено, в направлении которого происходит перемещение, .имеет меньшую скорость. Дл нагружени образца 5 пригрузкой, перемещающейс по поверхности образца, после достижени заданного уровн пригрузки . сближением концов звеньев 9 и 10 производ т синхронное перемещение концов звеньев 9 и 10 в направлении перемещени пригрузки. Во всех случа х приборами 2, 3 и 4 производ т систематическое определение физических характеристик материала образца 5 в измер емых точках. При необходимости измен ют величину осевой нагрузки и ее знак. В результате исследуют закономерности изменени характеристик материала от величины и характера пригружени образца, нагруженного осевым усилием.Slipped at different speeds. Thus, in order to load the surface of the sample 5 in the direction perpendicular to the axis of the grippers 6 and 7, the ends of the links 9 and 10 are moved towards each other with equal speeds. At this, the angle between links 9 and 10 decreases with equal angular velocities from two sides relative to the bisector of the angle, the loading element 12 moves — perpendicular to the axis of the grippers 6 and 7, and when it reaches the surface of the sample 5 at an angle to the axis of the grippers 6 and 7, the speed the movements of one of the links 9 and 10 of the rotational pair are reduced, as a result of which the loading element 12 moves to the surface of the sample 5 and along it and loads the sample 5 with a force directed at an angle to the axial load. To reduce the loading angle, the ends of the links 9 and 10 are moved in the same direction, but the link in the direction of which the movement takes place has a lower speed. To load the sample 5 with a load moving over the surface of the sample, after reaching a predetermined load level. By approaching the ends of the links 9 and 10, synchronous movement of the ends of the links 9 and 10 is made in the direction of movement of the load. In all cases, instruments 2, 3 and 4 systematically determine the physical characteristics of the material of sample 5 at the measured points. If necessary, change the value of the axial load and its sign. As a result, the patterns of change in the characteristics of the material on the size and nature of the loading of the sample loaded with axial force are examined.

При выполнении пригружений под острь ми углами измен ют направление оси нагружающего элемента 12, ориентиру ее вдоль направлени пригрузкиWhen loading is performed at acute angles, the direction of the axis of the loading element 12 is changed, orienting it along the direction of loading.

с помощью гайки 16. Форма нагружающего элемента 12 зависит от конкретных задач исследований и выбираетс в соответствии с формой пригружающего элемента в натуре. ;using a nut 16. The shape of the loading element 12 depends on the specific research tasks and is chosen in accordance with the shape of the loading element in kind. ;

Таким образом, изобретение позвол ет исследовать закономерности изменени физико-механических характеристик материала при сложном рас- пределении механической нагрузки по его объему. Такие исследовани могут в частности, служить дл вы влени зависимостей, по которьм можно в шахтных услови х определ ть величины нагрузок в зонах повышенного горного давлени , направлени действи этих нагрузок, глубину их распространени в массиве и вид очага пригружени , что необходимо дл решени многих практических задач горной механики.Thus, the invention makes it possible to investigate the laws governing the changes in the physicomechanical characteristics of a material during a complex distribution of the mechanical load over its volume. Such studies can, in particular, serve to determine the dependencies by which the magnitude of loads in areas of elevated rock pressure, the direction of action of these loads, the depth of their distribution in the massif and the type of loading center, which is necessary to solve many practical conditions, can be determined in mine conditions. problems of mining mechanics.

Claims

1. An installation for examining the physicomechanical properties of materials comprising a housing, grips for a sample, a mechanism for axial loading, housed in a housing and associated with grippers, and measuring devices for examining a sample, mounted on the housing, characterized by that, in order to expand the technological capabilities of the installation by applying to individual sections along the length of the specimen an additional load directed at different angles to the axial load, it is equipped with a mechanism for local loading of the specimen made in the form of a rotational pair in the form of two links, the ends of which are connected by a hinge, a loading element mounted on the hinge of the rotational pair, and two displacement actuators mounted in the housing coaxially and parallel to the grips, while the free ends of the links are pivotally connected to the displacement actuators.

2. Installation according to claim 1, characterized in that the displacement drives are made in the form of hydraulic cylinders with double-acting pistons.