Способ определения допустимых нагрузок

Способ определения допустимых нагрузок

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к горному делу. Цель - повышение точности. Для этого размещают образец и датчики нагрузки в блоке эквивалентного материала (БЭМ), к блоку импульсных нагрузок прикладывают усилия и регистрируют их. К поверхности образца и . к БЭМ крепят проводники и по изменению величины пропускаемого через них тока оценивают состояние образца и БЭМ при их нагруя-.ении. В качестве допустимых выбирают нагрузки с амплитудночастотными характеристиками, при которых разрушается БЭМ, но сохраняется целостность образца. Существует нетсколько вариантов реализации способа; в одном образец размещают в БЭМ частично, проводники для образца и БЭМ выполняют равными по физико-ме ханическим свойствам соответственно, в другом варианте к образцу и БЭМ крепят по несколько проводников, располагая их в виде одной или нескольких координатных сеток. 5 з.п. ф-лы, 3 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1452979 д 1 (SD 4 Е 21 С 39/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4141069/22-03 (22) 29. 10. 86 (46) 23,01.89.,Бюл. В 3 (72) В.А.Бабич (53) 622.23.05 (088.8) (56) Сборник научных трудов "Иргиредмет", вып.31, Иркутск, 1977, с. 13-19, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДОПУСТИМЫХ

НАГРУЗОК (57) Изобретение относится к горному делу. Цель — повьппение точности ° Для этого размещают образец и датчики нагрузки в блоке эквивалентного материала (БЭМ), к блоку импульсных нагрузок прикладывают усилия и регистрируют их. К поверхности образца и . к БЭМ крепят проводники и по изменению величины пропускаемого через них тока оценивают состояние образца и БЭМ при их нагруп:енин. В качестве допустимых выбирают нагрузки с амплитуднОчастотными характеристиками, при которых разрушается БЭМ, но сохраняется целостность образца. Существует не». сколько вариантов реализации способа: в одном образец размещают в БЭМ частично, проводники для образца и

БЭМ выполняют равными по физико-ме" ханическим свойствам соответственно, в другом варианте к образцу и БЭМ крепят по несколько проводников, располагая их в виде одной или несколь- а

Щ ких координатных сеток. 5 з. п. ф-лы, 3 ил.

1452979

Изобретение относится к горному делу, в частности к способам определения допустимых нагрузок при импульсном нагружении, и может быть использовано при разработке средств для отбойки взрывом кристаллосодержащих пород с обеспечением целостности монокристаллических включений минералов. !

Цель изобретения - повышение точности.

На фиг.1 показан блок эквивалентного материала с размещенным в нем образцом, скрепленным с ним проводником; на фнг,2 — блок эквивалентно-.

ro материала со скрепленным с ним проводником; на фиг.3 - амплитудночастотные характеристики импульсных нагрузок, воздействующих на блок с образцом.

Способ осуществляют следующим образом.

В блок 1 эквивалентного материала с физико-механическими свойствами, близ- кими физико-механическим свойствам вме 25 щающей породы, непосредственно в мо- мент его изпотовления замоноличивают образец 2 и датчики нагрузки (не по", казаны). К поверхности -образца 2 и поверхности блока 1 эквивалентного материала предварительно крепят проводники 3 и 4; подсоединяют к ним выводы 5 и 6, электроизолируют проводники 3 и 4 и выводы 5 и 6.от контакта с эквивалентным материалом бло-35 ка 1, чтобы устранить утечки тока.

Готовый блок 1 эквивалентного материала с эайоноличенным в него образцом

2 нагружают тем.или иным образом импульсной нагрузкой, например, с по- . 40 мощью заряда 7 взрывчатого вещества.

По проводникам 3 и 4 пропускают элек 1 трический ток, подсоединив предварительно выводы 5 и 6 к регистрирующей аппаратуре,,в качестве которой могут 45 применяться стандартные самопишущие потенциометры, осциллографы (не показаны). Одновременно регистрируют изменение нагрузки (напряжение 6, деформация E) на блок 1 и изменение величины тока в проводниках 3 и 4.

При этом момент исчезновения или. уменьшения тока в проводнике будет соответствовать нагрузке, при которой на поверхности образца 2 или блока 1 появятся поверхностные микротре«55 щины, разрушающие проводники 3 и 4.

Нагружают блок 1 эквивалентного материала с замоноличенным в нем об, разцом 2 (нли несколькими образцами) импульсной нагрузкой с различной формой (параметрами ).импульсов и строят амплитудно-частотные характеристики импульсов, которые будут образовывать три эоны (фиг.3): I — зона амплитудно-частотных характеристик импульсов, не разрушающих ни образец 2, ни эквивалентный материал блока 1; II — эона амплитудно-частотных характеристик импульсов, разрушающих эквивалентный материал блока 1, но. не разрушающих образец 2; III — зона амплитудночастотных характеристик импульсов, разрушающих.и блок 1 и образец 2, При этом в качестве допустимых выбирают нагрузки, лежащие. в зоне. II, При необходимости моделирования одного из естественных положений монокристаллов минералов, например при их росте и расположении в полостях, образец 2 размещают в.блоке 1. эквивалентного материала частично.

Для обеспечения одновременности разрушения образца 2 и скрепленного с ним проводника 3, а также блока 2 и скрепленного с ним проводника 4 проводники 3 и 4 выполняют равными по физико-механическим свойствам со ответственно, образцу 2 и эквивалент ному материалу блока 1. В качестве материала проводников могут применяться твердеющие электропроводные пасты или клен с соответствующими связующими веществами.

Для определения разницы во времени между разрушением образца 2 и прилегающего к нему эквивалентного материала блока 1 к образцу 2 дополнительно крепят проводник, равный по физико-механическим свойствам эквивалентному материалу. !

Для более полного представления о распределении величины усилий и деформаций по поверхности образца и блока используют несколько проводников, расположенных в виде одной

1 или .нескольких координатных сеток.

Размещение в блоке 1 нескольких образцов.повышает надежность и достоверность получаемых результатов, а расположение образцов на разных расстояниях от источника импульсной нагрузки позволяет определять параметры разрушающей нагрузки в зависимости от удаленности источника.

Пример. Блок 1 эквивалентного материала представляет собой прямой круговой цилиндр диаметром 1 м;и

1452979 высотой 0,8 м, изготовленный из песчано-цементного бетона, утяжеленного окислами железа. Блок 1 помещают в грунт на всю высоту с целью предотвращения возможного разлета оскол5 ков. Ось цилиндра блока размещают вертикально. Блок получают заливкой цемента в вырытый в грунте котлован соответствующей формы. В еще незастывший бетон по оси цилиндра помещают деревянный колышек диаметром

32 мм. Колышек смазывают техническим вазелином. После застывания цементнопесчаного бетона колышек удаляют.

На его месте остается шпур для размещения в нем заряда 7 ВВ.

Одновременно в еще незастывший бетон на разных расстояниях от оси блока размещают образцы 2 со смонтированными на них проводниками 3. На тех же радиусах, что и образцы, располагают заранее протарированные датчики давления. Применяют тенэометрические мембранные датчики давления на полупроводниковых элементах. Об- . разцы 2 и датчики располагают так, чтобы они не экранировали друг друга и были расположены на высоте, равной половине высоты цилиндра, Концы выводов от датчиков и образцов изолируют обычной электроизоляционной лентой. После застывания бетона на поверхность блока 1 наносят концентрично расположенные проводники 4 и подсоединяют к ним выводы. Затем выводы З5 от датчиков давления, образцов и проводников, расположенных на поверхности блока, подсоединяют через усили-. тель к осциллографу. В шпур помещают

50 г ВВ, погружают в ВВ на 2 см детонирующий шнур, другой конец его выводят наружу. Забойку шпура осуществляют глиняным тестом. К.свободному концу детонирующего шнура присоединяют электродетонатор.. После этого

45 выставляют подрыв заряда ВВ, причем

1 запуск осциллографа синхронизируют . с подачей тока на электродетонатор.

Запись осуществляют на осциллогра- 5О фической бумаге двумя параллельно ра- . ботавшими электронно-лучевыми осциллографами Н-117. В различных блоках применяют следующие ВВ: черный порох, игданит стандартного состава, аммонит 55

Ф 6 и гексоген. Эти ВВ имеют различные взрывчатые характеристики и служат для создания (генерирования) импульсов различной формы. Во всех опытах центр заряда ВВ располагают на середине высоты блока.

При взрыве заряда ВВ и в процессе разрушения блока эквивалентного материала регистрируют одновременно показания датчиков давления и изменение величины тока в проводниках, нанесенных на образцы и на поверхность блока, При этом момент исчезновения или уменьшения тока в проводнике считают соответствующим нагрузке, при которой на поверхности образца или блока появятся поверхностные микротрещины, разрушающие проводники.

Осциллограммы представляют собой графики изменения во времени укаэанных величин, имеющие совмещенные начала и одинаковый масштаб координат времени. Проведя через точку, характеризующую изменение тока в проводнике, прямую, перпендикулярную коорди-. нате времени до пересечения с кривой, описывающей изменение давления, получают значение давления (напряжения), соответствующее моменту образования поверхностных микротрещин, Если эта

:точка располагается на восходящей ветви импульса давления, то соответствующее ей значение давления считают амплитудным, если же она располагается на.нисходящей ветви,то амплитудным считают наибольшее значение кривой давления. Начала общего отсчета времени ведут от момента обрыва проводника, расположенного..на наружной поверхности заряда 7 ВВ,в месте его иницирования. Отрезок времени от начала положительной фазы импульса давления.до момента обрыва проводника с током на поверхности образца или блока считается равным периоду колебания давления. Пользуясь тарировочными графиками датчиков давления и учитывая цену деления отметчика времени на осциллограмме, строят амплитудно-частотные характеристики (фиг.3) и определяют по ним (зона IE) допустимые напряжения.

Ф о р м у,л а и з о б р е т е н и я

1. Способ определения допустимых нагрузок при импульсном нагружении образца, включающий размещение образца и датчиков нагрузки в блоке эквивалентного материала, приложение к блоку импульсных нагрузок и регистрацию усилий, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, 1ч52979

< поверхности образца и блоку зквива; рентного материала крепят проводники по изменению величины пропускаемо: о через них тока оценивают состояБ не образца и блока при их нагруже) ии, при этом в качестве допустимых выбирают нагрузки с амплитудно -часотными характеристиками, при которых

> роисходит разрушение блока эквива.л ентного материала, но сохраняется елостность образца.

2. Способ по п,1, о т л и ч а юи и с я тем, что образец размещаь т в блоке эквивалентного материала астично, 3. Способ по пп,1 и 2, о т л на ю шийся тем, что проводники я образца и эквивалентного материаsa выполняют равными о физико-меха20 ическим свойствам соответственно образцу и эквивалентному материалу блока, ч. Способ по пп.1-3, о т л и ч а ю шийся тем, что к образцу дополнительно крепят проводник, равный по физико-механическим свойствам эквивалентному материалу.

5. Способ по пп.1-4, о т л ич а ю шийся тем, что к образцу и эквивалентному материалу крепят по несколько проводников, располагая их в виде одной или нескольких координатных сеток, 6, Способ по п.1-5, о т л и— ч а ю шийся тем, что в блоке эквивалентного материала размещают несколько образцов, которые могут быть расположены на разных расстояниях от источника импульсной нагрузкие

1452979

Составитель В. Тальвойш

Редактор С.Пекарь Техред Л.Олийнык Корректор А.Обручар

Заказ 7145/24

Подписное

Тираж 449

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5