Способ определения напряженно-деформированного состояния материала при сжатии и устройство для осуществления способа

Способ определения напряженно-деформированного состояния материала при сжатии и устройство для осуществления способа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(72) Авторы изобретеиив

В.А. Сафронов и Т.А. Григорьева

Государственный всесоюзный научно-HccaeoOpaTesrsctcHA институт строительных материалов и конструкцйй"---:.. им. П.П. Будникова (7I ) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО

СОСТОЯНЧЯ МАТЕРИАЛА ПРИ СЖАТИИ

И УСТРОЙСТВО ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к испытаниям ,,и исследованиям прочностных и деформативных характеристик материалов строительных конструкций, например асбестоцементных, и может быть использовано в других отраслях народного хоэяй- э ства.

Известен способ испытания бетонных призм для определения прочности м.".те" риала, его деформативных характеристик (модуля упругости, деформаций

30 ползучести, упругого последействия и т.п.) и диаграммы работы бетона при центральном сжатии, включающий установку образца, оснащенного измерительными приборами, на опорную плиту прес.

«1% са по его геометрическому центру, нагружение образца частью разрушающего усилия., замер начальных деформаций, с сравнение их расхождения по каждой aa"

30 ре приборов на взаимно противоположных гранях с допустимым отклонением и дальнейшее студенчатое нагружение образца $3$.

Недостатком известного способа является практическая невозможность реализации намеченной схемы испытания образца точно по физическому центру или по строго заданной схеме деформирования, так как даже указанное многократное дополнительное центриро- . вание, как правило, не может привести к совпадению физического центра сечения с осью пресса, что приводит к снижению дос-оверности полученных данных о прочности, напряжениях и деформациях.

Наиболее близким из известны является способ определения напряженнодеформированного состояния материала при сжатии, включающий центрирование образца, его загружение и замер деформаций (2g»

Однако способ не позволяет nposoдить испытание образцов на все виды внецентренного сжатия (косое, с одинако,ыми и разнонаправленными эксцентр риситетами) по заданной и контроли864127 руемой схеме доформирования, а также не позволяет осуществить центрирование образца по физической оси в процессе испытания под нагрузкой.

Цель изобретения — повышение точ5 ности и достоверности определения, а также обеспечение воэможности регулирования деформированного состояния образца в процессе нагружения.

Достигается цель тем, что в способе определения напряженно-деформированного состояния материала при сжатии, включающем центрирование образца, его загружение и замер деформаций, загруженный образец перемещают, изменяя положение его физической оси относительно линии действия приложен-. ной нагрузки.

Достижение поставленной цели осуществляют также с помощью устройства, 20 содержащего опорные плиты пресса, шар. нир и измерители деформаций, а также два регулирующих блока, каждый из которых выполнен из коробчатой обоймы, снабженной шарниром по центру поверх25 ности, примыкающей к опорным плитам пресса, шарчира-распределителя, выполненного и виде пр .странственного сепаратора с упругими фиксаторами, перераспредепительной плиты и регулировочных бол:ов с упорными шарнирами..З0

При этом, площадь перераспределительной плиты в 3-6 раэ больше площади сечения испытываемого образца.

На фиг, 1 изображена схема устройства для испытания; на фиг. 2 — мно- 35 готочечный шаровой плоский шарнирраспределитель; на фиг. 3 — схема установки и испытания образца с помощью устройства.

Устройство состоит из выполненной в виде короба, например четырехугольного (фиг. I), обоймы 1, устанавливаемой на плите пресса 2, маложестких проставок- амортизаторов 3, обеспе45 чивающих устойчивое горизонтальное положение обойме 1 и минимальный зазор между плитой пресса 2 и установленного в центре наружной поверхности обоймы 1 одиночного шарового шарнира 4, который служит для передачи усилия от плит пресса 2 вдоль линии, проходящей через их центры. Внутри каждой обоймы 1 находится многоточечный плоский шаровой шарнир-распрецелитель 5. Помимо этого обойма 1 55 снабжена регулировочными болтами 6 с упорными шаровыми шарнирами 7. Регулировочные болты 6 предназначены для

4 осуществления центрирования образца

- и перемещения его внутри обоймы I относительно линии действия равнодействующей приложенной нагрузки.

Упорные шарниры 7 на концах болтов

6 способствуют более точному и тонкому регулированию положения образца, благодаря точечной передаче усилий, предотвращающей поворот образца,Плоский шарнир-распределитель 5 снабжен фиксаторами 8, выполненными, например, в виде упругих стальных изогнутых полос и предназначенными для фиксации положения образца 9 с прикрепленными к его торцовым поверхностям перераспределительными плитами 10 и прикрепленными к боковым поьерхностям датчиками деформации 11.

Плоский шаровой шарнир-распределитель 5 (фиг, 2). в свою очередь состоит из пространственного сепаратора 12, снабженного упругими фиксаторами 8 и выполненного из двух симметрично перфорированных оболочек 13 между которыми свободно расположены и выступают через перфорации 14 шары 15.

Многоточечные шарниры-распределители 5 обеспечивают восприятие и равномерную передачу усилия от обойм. 1 на перераспределительные плиты !О через шары 15 в перфорациях 14 и служат для регулирования положения образца 9 и его физической оси относительно линии действия равнодействующей приложенной нагрузки путем свободного передвижения образца с распределительными плитами 10 по шарам 15 в любом направлении {в том числе вокруг любой оси, перпендикулярной к плоскости вращения) при приложении к перераспределительным плитам 10 незначительных усилий через регулировочные болты 6.

Способ с помощью описанного устройства {фиг. 3) осуществляют следующим образом.

Коробчатую обойму I устанавливают по рискам на нижнюю плиту пресса 2 на маложестких проставках-аммортизаторах 3 и одиночном шаровом шарнире 4.

После этого в коробчатой обойме I размещают многоточечный шарнир-распределитель 5 между регулировочными болтами 6, снабженными, упорными шаровыми шарнирами 7, на который устанавливают между фиксаторами 8 образец 9 с симметрично прикрепленными к его торцовым поверхностям распределитель864127

Формула изобретения

4$

2. Устройство для определею.я напряженно-деформированного состояния материала, содержащее опорные плиты пресса, шарнир и измерители деформаций,: о т л и ч a lo щ е е с я тем, что, с целью обеспечения воэможности регулирования деформированного состоя55 ными плитами 10 и наклеенными на боковые грани датчиками деформаций 11.

Затем осуществляют предварительное геометрическое центрировант е образца 9 относительно шарнира 4 с помощью многоточечного шарнира-распределителя 5 и регулировочных болтов 6. По окончании центрирования образец 9 фиксируют в этом положении регулировочными болтами 6 и устанавливают на него верхний многоточечный шарнирраспределитель 5 и верхнюю коробчатую обойму 1. Осуществляют аналогичное центрирование образца 9 относительно верхнего шарнира 4, для чего перемещают обойму 1 с этим шарниром по верхнему многоточечному шарниру-распределителю 5 с помощью регулировочных болтов 6. При этом совпадение геометрической оси образца 9 н вертикальной оси, проходящей через центры одиночных шарниров 4 при предвариI тельном центрировании не требуется.

После этого устанавливают маложесткие проставки- амортизаторы 3 на верхнюю коробчатую обойму 1, опускают верхнюю плиту пресса 2 до соприкосновения с проставками-,амортизаторами и соединяют тензодатчикн 11 с регистрирующей аппаратурой.

В таком положении снимают "нулевые" отсчеты по тенэодатчикам, затеи прикладывают первую ступень нагрузки и извлекают проставки-амортизаторы., После этого снимают показания по приборам и, в случае отклонения отношения величин деформаций на различных гранях от заданного уровня однородности, производят сдвижку образца, а следовательно и его физической оси относительно линии действия равнодействующей, приложенной на этой ступени нагрузки, с помощью регулировочных болтов 6 (фиг. 1) таким образом, чтобы отклонение отношений величин деформаций от величины заданного уровня однородности находилось в пределах точности показаний регистрирующих при" боров, Достигнутое состояние регист" рируют снятимем отсчетов и осуществляют дальнейшее загружение, прикладывая следующую ступень нагрузки и снова снимают отсчеты по приборам. В случае отклонения отношений величин деформаций от заданного уровня однородности за пределы точности показаний приборов, осуществляют дальнейшую

"..движку образца до достижения момен- °

S !

О

2$

35 га реализации заданного уровня однородности.

Этот уровень однородности поддерживают указанным приемом при последующих этапах загружения до момента разрушения, обесппчивая тем самым заданную схему деформированного состояния в процессе испытания.

Проведенные испытания показывают, что предлагаемый способ позволяет обеспечить строгое однородное деформированное состояние при отклонении величии деформаций между собой на всех гранях в пределах ошибки измерения прибора.. Это отклонение не превышает 2,5Х на всех ста;,иях эагруже-, ния. С помощью предлагаемого способа; и устройства может быть проведено загружение образцов с любой заданной и контролируемой схемой деформирования.

Например, были .проведены испытания по строго треугольной схеме деформирования, поддерживаемой в процессе всего испытания. Полученные результаты измерений позволяют выявить форму эпюры напряжений в испытуемом материале и диаграмму его работы при заданной схеме деформирования. Регулирование деформированного состояния образца непосредственно в процессе нагружения с помощью предлагаемого устройства открывает большие возможности при исследовании напряженно-деформированного состояния материала при различных сх мах испытания с высокой степенью точности и получать достоверные ,результаты.

l. Способ определения напряженнодеформированного состояния материала при сжатии, включающий центрирование образца, его загружение н замер деформаций, отличающийся тем„ что с целью повышения точности и достоверности определения, загруженный образец перемещают, изменяя положение его физической оси относи" тельно линии действия приложенной нагрузки.

864!27 ния образца в процессе нагружения, оно содержит два регулирующих блока, каждый из которых выполнен,из коробчатой обоймы, снабженной шарниром по центру поверхности, примыкающей к опорным плитам пресса, шарнира-распределителя, выполненного в виде пространственного сепаратора с упругими фиксаторами, перераспределительной плиты и регулировочных болтон с упорными шарнирами.

3. Устройство по п. 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что площадь пе8 рераспределительной плиты в 3-6 раз ,больше площади сечения испытываемого образца.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. .Методические рекомендации по исследованию усадки и ползучести бето10 на. М,, НИИЖБ Госстроя СССР, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

N 339834, кл. G Ol N 3/08, 1970.

864127

Тираж 910 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР о делам изобретений н открытий

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

Заказ 7772/64

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Нроектная, 4

Составитель В. Косарев

Редактор Т. Парфенова Техред М.Хабакович «корректор .Н. Швыцкая