SU1762220A2 - Device for materials elastic properties determining - Google Patents
Device for materials elastic properties determining Download PDFInfo
- Publication number
- SU1762220A2 SU1762220A2 SU904841571A SU4841571A SU1762220A2 SU 1762220 A2 SU1762220 A2 SU 1762220A2 SU 904841571 A SU904841571 A SU 904841571A SU 4841571 A SU4841571 A SU 4841571A SU 1762220 A2 SU1762220 A2 SU 1762220A2
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- capsule
- spring
- unloading
- capsules
- pressure
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
Использование: изобретение относитс к акустическим измерени м в горных породах и может быть использовано дл изучени анизотропии упругих свойств горных пород при высоких давлени х и вл етс дополнительным кавт.св, № 1682912. Цель: повышение надежности работы устройства путем разгрузки капсулы от действи на нее пружины во врем поворота капсулы. Сущность изобретени : поворотом рычага 22 кулачок 20, закрепленный на валике 21, взаимодейству с выступом 19 втулки 18, поднимает саму втулку, котора своим фланцем 17 сжимает пружину 16, разгружа тем самым капсулу 15 от воздействи на нее пружины. После этого поворотом ручек 23 капсулы с ультразвуковыми преобразовател ми поперечных волн посредством черв ков 13 и черв чных колес 14 поворачиваютс относительно исследуемого образца 10 на задаваемый угол, величину которого контролируют по шкалам 24. Рычаги 22 устанавливаютс в начальное положение и капсулы 15 посредством пружин 16 прижимаютс к наковальн м 4. Положительный эффект: предложенное устройство позвол ет повысить надежность работы устройства путем разгрузки капсулы от действи на нее пружины во врем поворота капсулы. Кроме того, при использовании за вл емого устройства по вл етс возможность измерени анизотропии скоростей поперечных волн от давлени , ступенчато повыша давление от атмосферного до 30 кбар и провод полный цикл исследований на каждой ступени давлени . 2 ил. (Л СUsage: the invention relates to acoustic measurements in rocks and can be used to study the anisotropy of the elastic properties of rocks at high pressures and is an additional feature, No. 1682912. Purpose: to increase the reliability of the device by unloading the capsule from springs during capsule rotation. SUMMARY OF THE INVENTION: By turning the lever 22, the cam 20 mounted on the roller 21, interacting with the protrusion 19 of the sleeve 18, lifts the sleeve itself, which with its flange 17 compresses the spring 16, thereby unloading the capsule 15 from the impact of the spring on it. After that, by turning the handles 23, the capsules with ultrasonic transducer of transverse waves by means of screws 13 and worm gears 14 rotate relative to the test sample 10 by a predetermined angle, the value of which is controlled on scales 24. Levers 22 are set to their initial position and capsules 15 are pressed by springs 16 to anvil m 4. Positive effect: the proposed device makes it possible to increase the reliability of the device operation by unloading the capsule from the effect of the spring on it during the rotation of the capsule. In addition, when using the claimed device, it becomes possible to measure the anisotropy of the velocity of the transverse waves from pressure, stepwise increasing the pressure from atmospheric to 30 kbar and conducting a full cycle of studies at each pressure level. 2 Il. (Ls
Description
Изобретение относитс к акустическим измерени м в горных породах и может быть использовано дл изучени анизотропии упругих свойств горных пород при высоких давлени х и вл етс дополнительным к авт. св. № 1682912.The invention relates to acoustic measurements in rocks and can be used to study the anisotropy of the elastic properties of rocks at high pressures and is in addition to the author. St. No. 1682912.
Известно устройство дл определени упругих характеристик материалов, содержащее камеру высокого квазигидростатического давлени дл размещени в ней образца материала, два оппозитно и соосно размещенных в камере поршн , два взаимодействующие с ними наковальни, два взаимодействующих с наковальн ми кольца-держател , внутри каждого из которых соосно друг к другу установлены два ультразвуковых преобразовател продольных и поперечных волн, которое снабжено установленными внутри колец-держателей двум узлами поворота ультразвуковых преобразователей , каждый из которых выполнен в виде черв чной пары и двум указател ми угла поворота преобразователей , кинематически св занными с черв каviA device for determining the elastic characteristics of materials is known, comprising a high quasi-hydrostatic pressure chamber for accommodating a material sample in it, two pistons opposed and coaxially placed in the chamber, two anvils interacting with them, two holder rings interacting with anvils, inside each of which coaxially each other To the other, two ultrasonic transducers of longitudinal and transverse waves are installed, which are equipped with two ultrasound turning units installed inside the ring-holders x converters, each of which is made in the form of a worm pair and two direction indicators of the converters, kinematically connected with a worm
OsOs
ho ho го Оho ho go o
hOhO
ми черв чных пар и установленными на кольцах-держател х, а ультразвуковые преобразователи установлены на черв чных ко- лесах с возможностью совместного вращени с последними и соосно им, Кроме того устройство может быть снабжено двум упорными крышками, установленными на наружных поверхност х колец-держателей и двум капсулами, установленными внутри черв чных колес и возможностью совместного вращени с последними и подпружиненными в осевом направлении относительно упорных крышек, ультразвуковые преобразователи размещены внутри капсул, а капсулы оперты на наковальни.worm-holes and mounted on ring-holders, and ultrasound transducers installed on worm-wheels with the possibility of joint rotation with the latter and coaxially, In addition, the device can be equipped with two stop caps mounted on the outer surfaces of the ring-holders and two capsules mounted inside the worm gears and the possibility of joint rotation with the latter and spring-loaded in the axial direction relative to the stop covers, ultrasonic transducers are placed inside capsules, and capsules are supported on the anvil.
Недостатком известного технического решени (прототипа) вл етс невысока надежность в работе, обусловленна следующими причинами. Дл надежного прохождени ультразвуковых волн через образец исследуемого материала, должен быть обеспечен надежный контакт ультразвукового преобразовател с наковальней. В то же врем , дл обеспечени поворота ультразвуковых преобразователей вместе с черв чным колесом необходимо минимальное усиление прижати ультразвуковых преобразователей в наковальне. Это противоречие особенно усиливаетс в том случае, когда ультразвуковые преобразователи наход тс внутри капсул. Дл обеспечени на- дежного прохождени ультразвуковых волн через контакт дно капсулы-наковальни их поверхности должны быть прижаты друг к другу со значительной силой. В то же врем , дл обеспечени поворота черв чного колеса вместе с капсулой необходимо чтобы это прижатие было минимальным (в идеальном случае - его вообще не было)т.к. сила трени пр мо пропорциональна усилию прижати друг к другу трущихс поверхностей. Следовательно, чтобы ультразвуковые колебани надежно проходили через контакт двух поверхностей, эти поверхности (поверхности капсулы и наковальни ) должны быть прижаты друг к другу, а чтобы капсула надежно поворачивалась относительно наковальни этой поверхности не должны быть прижаты друг к другу.A disadvantage of the known technical solution (prototype) is the low reliability in operation, due to the following reasons. For reliable passage of ultrasonic waves through a sample of the material being studied, reliable contact of the ultrasonic transducer with the anvil must be ensured. At the same time, in order to ensure the rotation of the ultrasonic transducers together with the worm gear, a minimal increase in the pressing of the ultrasonic transducers in the anvil is necessary. This contradiction is especially aggravated when the ultrasound transducers are inside the capsules. To ensure the reliable passage of ultrasonic waves through the contact of the bottom of the capsule-anvil, their surfaces must be pressed against each other with considerable force. At the same time, in order to ensure rotation of the worm wheel along with the capsule, it is necessary that this pressing be minimal (in the ideal case, it was not there at all), because friction force is directly proportional to the force of pressing rubbing surfaces against each other. Therefore, in order for ultrasonic vibrations to pass reliably through the contact of two surfaces, these surfaces (the surfaces of the capsule and the anvil) must be pressed together, and that the capsule is rotated reliably relative to the anvil of this surface should not be pressed against each other.
Целью изобретени вл етс повышение надежности работы устройства путем разгрузки капсулы от действи на нее пружины во врем поворота капсулы,The aim of the invention is to improve the reliability of the device by unloading the capsule from the action of the spring on it during the rotation of the capsule,
Поставленна цель достигаетс тем, что в известном устройстве дл определени упругих характеристик материалов дополнительно введены два валика, расположенные в упорной крышке и перпендикул рные ее оси, два кулачка, каждый из которых расположен в упорной крышке и закреплен наThis goal is achieved by the fact that, in the known device for determining the elastic characteristics of materials, two rollers are additionally inserted, located in the stop cover and perpendicular to its axes, two cams, each of which is located in the stop cover and fixed to
валике, две втулки, кажда из которых установлена на оси упорной крышки внутри пружины и выполнена с выступом на одном ее конце, кинематически св занным с кулачком , и фланцем на другом конце, кинематически св занным с пружиной, руко тки, установленные на валиках кулачков и расположенных на внешней поверхности упорной крышки, и указатели поворота руко ток.roller, two bushings, each mounted on the axis of the stop cover inside the spring and made with a protrusion at one end, kinematically connected with the cam, and a flange at the other end, kinematically connected with the spring, handles mounted on the rollers of the cams and located on the outer surface of the thrust cover, and the direction indicators.
0 Сущность за вл емого устройства заключаетс в том, что при повороте капсулы она загружаетс от воздействи на нее пружины , тем самым сводитс к минимуму сила трени между капсулой и наковальней.0 The essence of the device claimed is that when the capsule is rotated, it is loaded from the impact of the spring on it, thereby minimizing the frictional force between the capsule and the anvil.
5Предложенное устройство дл определени упругих характеристик материалов содержит камеру 1 высокого давлени (см. фиг. 1), обойму 2 камеры высокого давлени , два оппозитно размещенных в камере пор0 шн 3, две взаимодействующих с ними наковальни 4 и два, взаимодействующих с наковальн ми, кольца-держател 5 с полост ми 6, закрытыми упорными крышками 7. Внутри камеры 1 высокого давлени между5 The proposed device for determining the elastic characteristics of materials comprises a high pressure chamber 1 (see Fig. 1), a clip 2 high pressure chambers, two pores 3 opposedly placed in the chamber, two anvils 4 interacting with them, and two anvils interacting with anvils - holder 5 with cavity 6, closed stop caps 7. Inside the high-pressure chamber 1 between
5 уплотнительными стальными кольцами 8 в свинцовой оболочке 9 расположен испытуемый образец 10 горной породы.5, the steel test sample 10 is located in the lead sheath 9 by sealing steel rings 8.
Устройство содержит кроме того выводы 11 и 12 от ультразвуковых преобразова0 телей. Внутри полости 6 расположена черв чна пара, состо ща из черв ка 13 и черв чного колеса 14, по оси которого расположена капсула 15, в которой наход тс ультразвуковые преобразователи попереч5 ных и продольных волн (не показаны). При помощи пружины 16 капсула прижата к наковальне , Между пружиной и капсулой размещен фланец 17 втулки 18, а на другом конце втулки 18 имеетс выступ 19, взаимо0 действующий с кулачком 20, жестко закрепленном на валике 21. На другом конце валика расположенном на внешней поверхности в торце крышки закреплен рычаг 22 (см. фиг. 2), От черв ков наружу устройстваThe device also contains pins 11 and 12 from ultrasonic transducers. Inside the cavity 6 there is a wormhole pair consisting of a worm 13 and a worm gear 14, along the axis of which a capsule 15 is located, in which there are transducer transverse and longitudinal waves (not shown). Using a spring 16, the capsule is pressed against the anvil. Between the spring and the capsule is placed the flange 17 of the sleeve 18, and at the other end of the sleeve 18 there is a protrusion 19 that interacts with a cam 20 rigidly mounted on the roller 21. At the other end of the roller located on the outer surface the end of the cover is fixed lever 22 (see Fig. 2), From the screws to the outside of the device
5 выведены ручки 23, которые совместно со шкалами 24 служат указател ми поворота черв чного колеса, Упорные крышки зафиксированы относительно колец-держателей посредством винтов 25. Устройство содер0 жит кроме того индикаторы 26 часового типа измерени смещени поршней в процессе испытаний.5, the knobs 23 are brought out, which together with the scales 24 serve as indicators of the worm wheel rotation. The stop caps are fixed relative to the ring-holders by means of screws 25. The device also contains indicators 26 of the hour type of measuring piston displacement during the tests.
Предложенное устройства дл определени упругих характеристик материаловThe proposed device for determining the elastic characteristics of materials
5 работает следующим образом.5 works as follows.
Дл проведени исследований из горной породы вытачиваетс образец правильной цилиндрической формы диаметром от 13 до 17 мм и высотой 20 мм, Полученный образец 10 укладывают в свинцовую оболочку 9 и помещают в камеру 1 высокого квазигидростатического давлени , размещенную в обойме 1, ориентиру образец торцами относительно поршней 3. После чего через стальные уплотнительные кольца 8 к свинцовой оболочке 9 подвод тс поршни 3.For research, a sample of a regular cylindrical shape with a diameter of 13 to 17 mm and a height of 20 mm is ground out. The obtained sample 10 is placed in a lead sheath 9 and placed in a high quasi-hydrostatic pressure chamber 1 placed in the holder 1, orienting the sample with respect to the pistons 3 Then, through the steel sealing rings 8, the pistons 3 are led to the lead sheath 9.
Одновременно, поворотам рычага 22, кулачок 20, закрепленный на валике 21, взаимодейству с выступом 19 втулки 18, поднимает саму втулку, котора своим фланцем 17 сжимает пружину 16, разгружа тем самым капсулу 15 от воздействи на нее пружины . После этого вращением ручек 23, т.е. вращением черв ков 13 черв чные колеса 14 устанавливаютс так, чтобы плоскости пол ризации ультразвуковых преобразователей , размещенных в капсулах 15 и св занных с черв чными колесами 14 через капсулы, совпали. При этом по шкалам 24 беретс отсчет, который в дальнейшем беретс за нулевую точку отсчета поворота преобразователей. После этого рычаги 22 устанавливаютс в начальное положение. Кулачок 20 опускает втулку 18, благодар чему капсула 15 прижимаетс пружиной 16 к наковальне 4.Simultaneously, when the lever 22 turns, the cam 20 fixed on the roller 21, interacting with the protrusion 19 of the sleeve 18, lifts the sleeve itself, which with its flange 17 compresses the spring 16, thereby unloading the capsule 15 from the impact of the spring on it. After that, the rotation of the handles 23, i.e. by rotating the screws 13, the worm wheels 14 are mounted so that the polarization planes of the ultrasonic transducers housed in the capsules 15 and connected to the worm wheels 14 through the capsules coincide. In this case, on the scales 24, a count is taken, which is subsequently taken as the zero point of reference for the rotation of the transducers. Thereafter, the levers 22 are set to the initial position. The cam 20 lowers the sleeve 18, whereby the capsule 15 is pressed against the anvil 4 by the spring 16.
В процессе исследований, источник давлени (на фиг. не показан) воздействует через упорные крышки 7 на стальные кольца-держатели 5, от них - на наковальни 4, поршни 3 и через стальные уплотнительные кольца 8 на заключенный в свинцовую оболочку 9 исследуемый образец 10 горной породы .In the process of research, the pressure source (not shown in Fig.) Acts through thrust covers 7 on steel ring-holders 5, from them on anvils 4, pistons 3 and through steel sealing rings 8 on the sample 10 contained in lead sheath 9 breeds.
Величина перемещени поршней 3 контролируетс по показани м индикаторов 26 часового типа.The amount of movement of the pistons 3 is monitored by the indications of dial indicators 26.
Включением генератора возбуждаетс один из двух ультразвуковых преобразователей , размещенных в капсулах 15, созданные им поперечные волны проход т через образец 10 горной породы и принимаютс вторым ультразвуковым преобразователем поперечных волн, преобразуютс им в электрические сигналы, которые через усилитель подаютс на осциллограф.Turning on the generator, one of the two ultrasound transducers placed in the capsules 15 is excited, the transverse waves created by it pass through the rock sample 10 and are received by the second ultrasonic transverse wave transducer and converted into electrical signals that are fed to the oscilloscope through the amplifier.
Поворотом рычагов 22, капсулы 15 освобождаютс от воздействи на них пружин 16. Затем поворотом ручек 23 капсулы с ультразвуковыми преобразовател ми поперечных волн посредством черв ков 13 и черв чных колес 14 поворачиваютс относительно исследуемого образца 10 на задаваемый угол, величину которого контролируют по шкалам 24.By turning the levers 22, the capsules 15 are freed from the action of the springs 16. Then, by turning the handles 23, the capsules with ultrasonic transverse wave transducers rotate 13 and the worm gears 14 relative to the test sample 10 by a predetermined angle, the size of which is controlled on scales 24.
Рычаги 22 устанавливаютс в начальноеLevers 22 are set to initial
положение и капсулы 15 посредством пружин 16 прижимаютс к наковальн м 4.the position and the capsules 15 are pressed by the springs 16 to the anvils 4.
После этого вновь проводитс очередное исследование прохождени поперечных волн через образец 10.After this, another study of the passage of transverse waves through the sample 10 is carried out again.
Такие циклы исследовани не снима высокого квазигидростатического давлени провод тс многократно, пока преобразователи поперечных волн не совершат полный оборот на 360° относительно образца, получа тем самым круговую развертку прохождени поперечных волн через образец 10 горной породы при данном давлении. По сравнению с прототипом (см. за вкаSuch research cycles, which do not remove high quasi-hydrostatic pressure, are carried out repeatedly until the transverse wave transducers make a full 360 ° rotation with respect to the sample, thereby obtaining a circular sweep of the passage of the transverse waves through the rock sample 10 at a given pressure. Compared with the prototype (see application
№ 4685692/28 от 17.04.89 г) предложенное устройство позвол ет повысить надежность работы устройства путем разгрузки капсулы от действи на нее пружины во врем поворота капсулы.No. 4685692/28 dated 04.17.89 g) the proposed device makes it possible to increase the reliability of the device operation by unloading the capsule from the action of a spring on it during the rotation of the capsule.
Кроме того, при использовании за вл емого устройства по вл етс возможность измерени анизотропии скоростей поперечных волн от давлени ступенчато повыша давление от атмосферного до 30 кбар иIn addition, when using the claimed device, it becomes possible to measure the anisotropy of shear wave velocities from pressure by stepwise increasing the pressure from atmospheric to 30 kbar and
провод полный цикл исследований на каждой ступени давлени .wire a full cycle of research at each stage of pressure.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU904841571A SU1762220A2 (en) | 1990-04-12 | 1990-04-12 | Device for materials elastic properties determining |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU904841571A SU1762220A2 (en) | 1990-04-12 | 1990-04-12 | Device for materials elastic properties determining |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU1682912 Addition |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1762220A2 true SU1762220A2 (en) | 1992-09-15 |
Family
ID=21522207
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU904841571A SU1762220A2 (en) | 1990-04-12 | 1990-04-12 | Device for materials elastic properties determining |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1762220A2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104697868A (en) * | 2015-03-31 | 2015-06-10 | 辽宁工程技术大学 | Static-dynamic combined loading device used for rockburst simulation experiment |
| CN109459496A (en) * | 2018-09-14 | 2019-03-12 | 中国石油大学(华东) | A kind of anisotropy acoustic velocity measurement device of the rectangular rock sample containing crack |
-
1990
- 1990-04-12 SU SU904841571A patent/SU1762220A2/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР № 1682912, кл. G 01 N 29/00, 1989. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104697868A (en) * | 2015-03-31 | 2015-06-10 | 辽宁工程技术大学 | Static-dynamic combined loading device used for rockburst simulation experiment |
| CN104697868B (en) * | 2015-03-31 | 2017-04-05 | 辽宁工程技术大学 | A kind of bump simulation experiment is with quiet dynamic Combined Loading device |
| CN109459496A (en) * | 2018-09-14 | 2019-03-12 | 中国石油大学(华东) | A kind of anisotropy acoustic velocity measurement device of the rectangular rock sample containing crack |
| CN109459496B (en) * | 2018-09-14 | 2019-11-08 | 中国石油大学(华东) | A kind of anisotropy acoustic velocity measurement device of the rectangular rock sample containing crack |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU1791767C (en) | Device for determination of physical and mechanical properties of soils under compaction | |
| RU2085933C1 (en) | Device for ultrasonic inspection of solution density | |
| CA2183338C (en) | Electromagnetic acoustic transducer for bolt tension and load measurement | |
| SU1762220A2 (en) | Device for materials elastic properties determining | |
| JPS61161448A (en) | Ultrasonic inspection device for predetermined region on body | |
| SU1682912A1 (en) | Device for determination of material elastic characteristics | |
| US4038865A (en) | Device for non-destructive measurement of a surface layer of a material | |
| CN110632182B (en) | Device and method for fixing acoustic emission probe or ultrasonic probe | |
| RU2297627C1 (en) | Device for ultrasonic test | |
| SU520532A1 (en) | Compression Tester | |
| SU1024805A1 (en) | Device for measuring friction forces | |
| SU1393412A1 (en) | Apparatus for checking elasticity of surgical needles | |
| US3447365A (en) | Apparatus for determining modular properties of an elastomer and nondestructive test method | |
| RU54199U1 (en) | DEVICE FOR ULTRASONIC CONTROL | |
| SU926566A1 (en) | Plant for testing mountain rock specimens for dynamic compression | |
| SU824035A1 (en) | Article ultrasonic checking device | |
| SU1293577A1 (en) | Device for determining friction force | |
| SU1054767A1 (en) | Apparatus for displacement of pipeline | |
| SU1420479A1 (en) | Apparatus for measuring friction coefficient of fibres | |
| SU1539315A1 (en) | Apparatus for field testing of rock | |
| Greenaway et al. | X-ray microtomography of sugar and HMX granular beds undergoing compaction | |
| SU1758410A1 (en) | Device for measuring deformation of shells | |
| SU438903A1 (en) | Low frequency rheometer | |
| SU1724869A1 (en) | Device for rock testing in field conditions | |
| SU993052A1 (en) | Automatic device for checking spring force |