SU1610382A1 - Способ испытаний образцов на термомеханическую прочность и установка дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к испытательной технике, к испытани м на прочность. Целью способа  вл етс  приближение условий испытаний к услови м эксплуатации при термическом и силовом нагружении породных перемычек в зонах ведени  добычных работ. Цель установки - обеспечение испытаний образцов с формой, отличной от цилиндрической, с зонами термического воздействи  на противоположных сторонах. Установка содержит захваты 2 и 3, в которых устанавливают образец 4, механизм 5 создани  осевой нагрузки, механизм создани  зонного термического воздействи  в виде теплопроводных элементов 6, 7, фрикционных колодок 8, 9 с приспособлени ми дл  их поджати . Платформа 11 перемещаетс  возвратно-поступательно. Механическую и термическую нагрузки в образце создают независимо одну от другой. Зонное термическое воздействие осуществл ют с противоположных сторон образца различными зонами по форме и площади. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

10

.15

20

Изобретение относитс  к испытательной технике, властности к испытани м на Щ}ОЧНОСТЬ.

Цель изобретени  щжбликение условий испытаний к услови м эксплуатации при термическом и с  оном на- груже1даи породных перемычек в зонах ведени  добычных работ путем обеспечени  испытаний образцов с формой, отличной от цилиндрической, с зонами термического воздействи  на противоположных сторонахо

На фиг.1 представлена схема устройства , реализующего предложенный способ; на фиг.2 и 3 - поверхности образца с различными по форме и площади зонами термического воздействи . Установкаг дн  реализации способа содержит корпус 1, установленные на нем соосно активный 2 и пассивный 3 захваты дл  образца 4, механизм 5 создани  осевой нагрузки, св занный с активным захватом 2, механизм создани  зонного термического воздейст- -25 ВИЯ, выполненный в виде предназначенных дл  контакта с поверхностью образца 4 теплопроводных элементов 6, 7 дл  установки на поверхности образца , фрик1щонные колодки 8,9, пред- зО назначенные дл  взаимодействи  с на- поверхностью элементов 6,7, приспособлени  дл  поджати  колодок к элементам с приводами 10 и платфор- ,му 11, установленную перпендикул рно оси захватов 2,3. Приспособлени  дл  поджати  .выполнены в виде рычагов 12,13, установленных на платформе с противоположных сторон от оси захва- - тов 2,3sH :механизма . 14 возвратно- поступательных перемещений платформы. На колодках 8,9 размещены опоры рыча- . гов 12,13о Теплопроводные элементы 6,7 выполнены по форме участков термообработки поверхности силового эле- д5 мента в натуре.;

Механизм возвратно-поступательных перемещений выполнен в виде эксцентрика 14 с рамкой 15 и приводом вращени  эксцентрика (не показан). В образце 4 выполн ют отверсти  16 по форме выработок в породной перемычке. Приспособлени  дл  поджати  выполнены в виде гидроцилиндров 10 двухстороннего действи  с насосной станцией 17. и вентил ми 18,19, а также с гибкой

арматурой, обеспечивающей цодачу дав

.лени  в перемещающиес  гидроцилиндры.

Захват 3 установлен на опорах 20, за1610382 .4

крепленных на корпусе 1. Механизм 5 создани  осевой нагрузки выполнен винтовым.

Предлагаемый способ осуществл етс  следук цим образ oi.

Образец 4 размещают на испытательной установке между активным 2 и пассивным 3 захватами и нагружают осе- вой нагрузкой до уровн , соответствующего нагрузке на породной перемычке, работа которой изучаетс . Дл  этого вращают винт 5 механизма осевого на- гружени  и контролируют нагрузку по типовому снлоизмерителю (не показан). Провод т термическое нагружение участков поверхности образца, дл  чего включают насосную станцию 17 и при открьп ых вентил х 19 подают давление в приводы 10 в виде гидроцилиндров, поджимают тем самым колодки 8,9 к со- ответствуюгд1м теплопроводным элемен- там 6,7. Усили  поджати  колодок к элементам задают пропорционально создаваемым температурам на соответствующих участках образца. Форму теплопроводных элементов 6,7 выбирают в соответствии с формой забо  на поверхност х термического нагружени  рород- ной перемычки в натуре. Включают эксцентриковый механизм 14 и посредством рамки 15 создают возвратно-поступательное перемеще1ш  платформы 11 с рычагами 12, 13 и колодками 8,9. В результате фрикционного взаимодействи  колодок с теплопроводными элементами 6,7 на последних повьшаетс  температура и происходит местньй разогрев .участков поверхности образца 4 в зоне контакта с элементами 6,7. Зоны повышенных, температур постепенно распростран ютс  по объему образг,.. ца 4 с разной интенсивностью. Взаимодействие термической-и осеврй нагруз- - ки приводит к активизаций процесса деформировани  объемов образца в зонах отверстий. Регистрируют изменени  .размеров и формы отверстий по мег ре развити  очага повышенных температур . Термическое нагружение обеих юверхностей образца провод т независимо оДна от другой, с независимым повышением-или понижением температуры . Дл  этого измен ют усили  поджати  колодок к теплопроводным элементам путем подачи давлени  жидкости через вентили 19 и 20. Интенсивность изменени  температуры бaтьшae ыx участков и направление

35

40

55

10

15

20

51610382

изменени  температуры выбирают в соответствии с ходом термообработки участков поверхности перемычкИоПри этрмисходат из того, что при возобновлений до бычных работ происходит повышение температуры пород /в забое, при оста новке работ породы в забое охлаждаютс . Одновременно измен ют уровень осевой механической нагрузки, дл  чего используют механизм 5 нагруже- ни . При этом исход т из того, что по мере развити  работ размеры породной перемычки уменьшаютс  и происходит рост нагрузки на ней, поэтому дл  воспроизведени  этого услови  соответственно повьшают нагрузку на образце. Образец довод т до разрзтпени  или до уменьшени  сечений отверстий до размера, соответствующего критическому уменьшению сечений выработок в горной механике. Ход испытаний и момент прекращени  нагружени  определ ютс  задачами испытаний. Так, при исследовании условий рационального размещени  выработок в породной перемь чке провод т серию испытаний при одинаковом ходе температурной и силовой обработки материала образца, но при размещении отверстий, моделирующих выработки, в разных част х образца. При опредеении рациональных режимов отработки породной перемычки положени  отверстий от опыта к опыту не мен ют, а измен ют реет1мы силовой и температурной обработки образцов. При определении рациональных размеров выработки положение отверсти  не мен ют, а. ис- пытани  провод т с образцами, имеюими отверсти  разньгх диаметров, причем режимы нагружений также не мен т .

л  пр ме т ра по ма

Ф

25

30

те кн в гр ми ю бл  м ло в во ст за ос ро пл

35

40

на де нем ва за гр те в с ных с п мог

Теплопроводные элементы выполн ют из металла и приклеивают к поверхности образца теплопроводным клеем. Усили  поджати  колодок к теплопроводным элементам выбирают так, чтобы боковые нагрузки, создаваемые этими усили ми, не превышали 1-3% от предела прочности образца при одноосном сжатии. Такие боковые нагрузки существенно не сказьшаютс  на проностных показател х образцов горных пород. Повьпиение температуры.при низких поджимающих нагрузках достигают повышением частоты перемещений платформы с колодками.

Использование изобретени  позвол ет исследовать детали физических процессов в твердых телах при совместном нагружешш механическрй и термической нагрузками при сложном распределении термической нагрузки по механически нагруженному объему материала.

Claims (2)

1. Способ испытаний образцов на термомеханическуто прочность, заклкша- кнцийс  в том, ч то устанавливают образец в захватах, нагружают его осевой нагрузкой и осуществл ют зонное термическое воздействие, отличающийс  тем, что, с целью приближени  условий испытаний к услови м эксплуатации при термическом и силовом нагружении передних перемычек в зонах ведени  добычных работ, осевое нагружение и термическое воздействие осуществл ют щклически и независимо , термическое воздействие осу1чествл ют с противоположных сторон образца с различной по форме и плоцади зоной воздействи .

2. Установка дл  испытаний образцов на термомеханическую прочность, содержаща  корпус, установленшае на нем соосные активньй и пассивный захваты дл  образца, св занный с- активным захватом механизм создани  осевой нагрузки , механизм создани  зонного термического воздействи , выполненный в виде предназначенных дл  контакта с поверхностью образца теплопроводных элементов, фрикционных колодок с приспособлени ми дл  их регулируемого поджати  к теплопроводньм элементам с приводами их перемещений и платформу, установленную пepпeндикy- л рно оси захватов, отличаю- щ а   с   тем, что, с целью обеспечени  испытаний образцов с формой,

отличной от цилиндрической, с зонами термического воздействи  на противоположных сторонах, платформа установлена с возможностью, возвратно-по-1 ступательного перемещени  вдоль оси захватов.

3, Установка по п.2,отлича- ю ц а   с   тем, что приспособлени  дл  регулируемого поджати  выполнены в виде рычагов первого рода по

количеству фрикционных колодок, точки опоры которых установлены на со- ответствук дих колодках, концы рычагов св заны с соответствующими приводами перемещений, установленными на Платформе.

Фиг. 2