SU926566A1

SU926566A1 - Установка дл испытани образцов скальных горных пород на динамическое сжатие

Info

Publication number: SU926566A1
Application number: SU802979781A
Authority: SU
Inventors: Олег Иванович Киселев
Original assignee: За витель
Priority date: 1980-09-05
Filing date: 1980-09-05
Publication date: 1982-05-07

Description

Изобретение относится к исследов’анию прочностных свойств материалов, а именно к установкам и устройствам для испытания образцов скальных горных пород на динамическое сжатие.

Известна установка для испытания ⁵материалов на динамическое сжатие, содержащая плиту для крепления на ней испытуемого образца, боек в форме стакана, разгоняемый с помощью пороховой пушки С1). *°

Достоверность результатов испытаний на данной установке в значительной степени зависит от параллельности соударяемых поверхностей, которая в свою очередь определяется точностью установки образца относительно торцовой поверхности бойка.

Операция установки образца на данной установке весьма трудоемка и требует применения дополнительных устройств.

Наиболее близкой к предлагаемой является установка для испытания об2 разцов материалов на динамическое сжатие, содержащая корпус, имеющий ци- < линдрическую полость, соосно укрепленные в нем динамометрическую опору, служащую для установки на нее образца, и пуансон для передачи импульсной нагрузки на образец Г21

Недостатком данной установки является то, что она не обеспечивает возможности определения степени разрыхления образца в момент, непосредственно предшествующий его разрушению, необходимой для понимания механизма происходящего разрушения, а также для расчета коэффициента разрыхления скального массива, подвергнутого воздействию сотрясательного взрыва.

Цель изобретения - обеспечение возможности определения степени разрыхления образца.

Указанная цель достигается тем, что установка снабжена эластичной трубчатой манжетой, которая установлена в полости корпуса и герметично

926566 4 прикреплена к нему, образуя с его Сразу же после приложения импульсвнутреннеи поверхностью.кольцевой зазор, заполненный, жидкостью, приспособлением для создания начального давления жидкости и устройством для ₅определения объема жидкости, вытесняемой при расширении образца из кольцевого зазора в отводной канал, выполненный в стенке корпуса.

Устройство для определения объема ю вытесняемой жидкости может быть выполнено в виде мембранного датчика давления, установленного в корпусе на выходе отводного канала.

На чертеже показана предлагаемая ,5 установка, разрез.

Установка содержит полый корпус 1, соосно укрепленные в нем динамометрическую опору 2, служащую для установ- ₂₀ки на нее испытуемого образца (не показан), пуансон 3 для пёредачи импульсной нагрузки на образец, эластичную трубчатую манжету 4, которая установлена в полости корпуса 1 и гер-25 метично прикреплена к нему, образуя с внутренней поверхностью кольцевой, зазор, заполненный жидкостью 5, приспособление 6 для создания начального давления жидкости 5 и устройство 7 ₃₀ для определения объема жидкости 5, вытесняемой при расширении образца из кольцевого зазора в отводной канал 8, выполненный в стенке корпуса 1. Устройство 7 для определения объема вытесняемой жидкости 5 выполнено в виде ³мембранного датчика давления, установленного в корпусе 1 на выходе отводного канала 8. На верхнем торце корпуса 1 установлена тарированная по толщине шайба 9, служащая для задания осевой деформации -образца.

Устройство работает следующим образом.

В полости корпуса 1 устанавливается цилиндрический образец из испытуемой скальной горной породы так, чтобы его торцы прилегали к опорной поверхности пуансона 3 и динамометрической опоре 2. После этого приспособлением 6 создается начальное давление жидко-⁵⁰сти 5, которая деформирует эластичную трубчатую манжету 4.так, что ее внутренняя поверхность плотно прилегает к поверхности образца по всему его периметру. Далее внешним нагружающим ^5Sустройством (не показано) пуансон 3 мгновенно осаживается вниз до упора в шайбу 9.

ной нагрузки образец увеличивает свой объем за счет происходящий в его материале процессов трещинообразования и разрыхления', что в свою очередь приводит к растяжению эластичной манжеты 4 и вытеснению чести жидкости 5 в отводной канал 8, сопровождающемуся прогибанием мембраны устройства 7 для определения объема вытесняемой жидкости 5· Величина сигнала, фиксируемого устройством 7 в момент разрушения образца, пропорциональна увеличению объема образца за счет происходящего разрыхления его материала. Время задержки разрушения образца, равное времени от момента его нагружения до момента разрушения, определяется по осциллограмме изменения усилия, воспринимаемого динамометрической опорой 2.

Использование предлагаемой установки позволяет одновременно с определением времени задержки разрушения образцов скальных горных пород оценивать и степень их разрыхления, что необходимо как для углубленного изучения ;механики разрушения, так и для различных практических расчетов, например для расчета коэффициента разрыхления скального массива, подвергнутого воздействию сотрясательного взрыва.

Claims

Изобретение относитс к иссл:1едова нию прочностных свойств материалов, а именно к установкам и устройствам дл испытани образцов скальных горн пород на динамическое сжатие. Известна установка дл испытани материалов на динамическое сжатие, содержаща плиту дл креплени на ней испытуемого образца, боек в форме ста кана, разгон емый с помощью пороховой пушки Cll. Достоверность результатов испытаний на данной установке в значительной степени зависит от параллельности соудар емых поверхностей, котора в свою очередь определ етс точностью установки образца относительно торцовой поверхности бойка. Операци установки образца на данной установке весьма трудоемка и требует применени дополнительных устройств . Наиболее близкой к предлагаемой вл етс установка дл испытани образцов материалов на динамическое сжатие , содержаща корпус, имеющий ци- , линдрическую полость, соосно укрепленные а нем динамометрическую опору, служащую дл установки на нее образца , и пуансон дл передачи импульсной нагрузки на образец Г21 Недостатком данной установки вл етс то, что она не обеспечивает возможности определени степени разрыхлени образца в момент, непосредственно предшествующий его разрушению , необходимой дл понимани механизма происход щего разрушени , а также дл расчета коэффициента разрыхлени скального массива, подвергнутого воздействию сотр сательного взрыва. Цель изобретени - обеспечение возможности определени степени разрыхлени образца. Указанна цель достигаетс тем, что .установка снабжена эластичной трубчатой манжетой, котора установлена в полости корпуса и герметично прикреплена к нему, образу с его внутренней поверхностью.кольцевой зазор , заполненный, жидкостью, приспособлением дл создани начального давлени жидкости и устройством дл определен объема жидкости, вытесн емой при расширении образца из кольцевого зазора в отводной канал, выполненный в стенке корпуса. Устройство дл определени объема вытесн емой жидкости может быть выполнено в виде мембранного датчика давлени , установленного в корпусе на выходё отводного канала. На чертеже показана предлагаема установка, разрез. Установка содержит полый корпус 1, соосно укрепленные в нем динамометрическую опору 2, служащую дл установки на нее испытуемого образца (не показан ), пуансон 3 дл передачи импульсной нагрузки на образец, эластичную трубчатую манжету , котора установлена в полости корпуса 1 и гер метично прикрепле на к нему, образу с внутренней поверхностью кольцевой, зазор , заполненный жидкостью 5, приспособление 6 дл создани начального давлени жидкости 5 и устройство 7 дл определени объема жидкости 5. вытесн емой при расширении образца из кольцевого .зазора в отводной канал 8, выполненный в стенке корпуса 1. Устройство 7 дл определени объема вытесн емой жидкости 5 выполнено в виде мембранного датчика давлени , установ ленного в корпусе 1 на выходе отводно го канала 8, На верхнем торце корпуса 1 установлена тарированна по толщине шайба 9, служаща дл задани осевой деформации -образца. Устройство работает следующим образом . В полости корпуса 1 устанавливаетс цилиндрический образец из испытуемой скальной горной породы так, чтобы его торцы прилегали к опорной поверхности пуансона 3 и динамометрической опоре 2. После этого приспособлением 6 создаетс начальное давление жидкости 5, котора деформирует эластичную трубчатую манжету 4.так, что ее внутренн поверхность плотно прилегает к поверхности образца по всему его периметру. Далее внешним нагружающим устройством (не показано) пуансон 3 мгновенно осаживаетс вниз до уПора в шайбу 9. Сразу же после приложени импульсной нагрузки образец увеличивает свой объем за счет происход щий в его материале-процессов трещинообразовани и разрыхлени , что в свою очередь приводит к раст жению эластичной манжеты и вытеснению чести жидкости 5 в отводной канал 8, сопровождающемус прогибанием мембраны устройства 7 дл определени объема вытесн емой жидкости 5- Величина сигнала, фиксируемого устройством 7 в момент разрушени образца, пропорциональна увеличению объема образца за счет происход щего разрыхлени его материала. Врем задержки разрушени образца, равное времени от момента его нагружени до момента разрушени , определ етс по осциллограмме изменени усили , воспринимаемого динамометрической опорой 2. Использование предлагаемой установки позвол ет одновременно с определением времени задержки разрушени образцов скальных горных пород оценивать и степень их разрыхлени , что необхо димо как дл углубленного изучени ;механики разрушени , так и дл различных практических расчетов, например дл расчета коэффициента разрыхлени скального массива, подвергнутого воздействию сотр сательного взрыва. Формула изобретени 1.Установка дл испытани образцов скальных горных пород на динамическое сжатие, содержаща корпус, имеющий цилиндрическую полость, соосно укрепленные в нем динамометрическую опору, служащую дл установки на/нее образца, и пуансон дл передачи импульсной нагрузки на образец, отличающа с тем, что, с целью определени степени разрыхлени образца, она снабжена эластичной трубчатой манжетой, котора установлена в полости корпуса и герметично прикреплена к нему, образу с его внутренней поверхностью кольцевой зазор, заполненный жидкостью, приспособлением л создани начального давлени жидкости и устройством .дл определени объема жидкосхи. вйтесн емой при расирении образца из кольцевого зазора в отводной канал, выполненный в стенке корпуса.
2. Установка по п. 1, отлиающа с тем, что устройство

дл определени , объема вытесн емой жидкости, выполнено в виде мембранного датчику давлени , установленного в корпусе на выходе отводного канала.

Источники информации, прин тые во внимание при- экспертизе 1. Степанов Г. В, Упруго-пластическое-деформирование материалов, под

действием.импульсных нагрузок. Киев, Наукова думка., 1979, с. 170-172.

2 Гольке В. Физичесггао исследованке высокоскоростного деформировани металлов. - В.кн.:. Физика быотропротекак цих процессов т. П. М.;.Мир, 1971, с. 77-78 (прототип).