Устройство для испытания призматических образцов на многоосное комбинированное напряженное состояние

Устройство для испытания призматических образцов на многоосное комбинированное напряженное состояние

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

Риударстванный комитет

СССР и аелни нМретеннй и отнрытнй

В,И. Кондращенко, В. В.Попов, И. Г,Альтман и В,П,Давиденко (72) Авторы изобретения

1

)

Донецкий проектный и научно-исследовательский институт

"Промстройниипроект" (7! ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ПРИЗМАТИЧЕСКИХ ОБРАЗЦОВ

НА МНОГООСНОЕ КОМБИНИРОВАННОЕ НАПРЯЖЕННОЕ

СОСТОЯНИЕ

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для испытания призматических образцов в условиях многоосного комбинированного напряженного состояния.

Известна установка для испытания призматических образцов на трехосное сжатие, содержащая основание, размещенные на нем по трем взаимно перпендикулярным осям нагружающие приспособления> опорные и нажимные плиты и измерительное приспособление Pl).

Недостатком установки является небольшой диапазон испытания, Это вызвано тем, что приспособления, нагружающие образец, выполнены с возможностью передачи только сжимаю" щих усилий.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для испытания призматических образ-; цов на многоосное комбинированное напряженное состояние, содержащее опорную плиту, закрепленный на ней держатель образца и установленные наrрузочные приспо обления, передающие нагружение на образец по трем осям, выполненные в виде силовых одно" поршневых цилиндров с гладкими цилинд. рическими корпусами, на выходном

1о элементе каждого из цилиндров укреплен подпятник, контактирующий с образцом, и измерительные приспособления, фиксирующие нагрузку на образец по тремя осям (2).: !

Недостатками данного устройства являются узкий диапазон испытаний и низкая точность измерения. Это вызвано тем, что конструкция нагрузочных що приспособлений выполнена для передачи только сжимающих усилий, а конструкция подпятников не позволяет компенсировать погрешности линейных размеров призматических образцов, 977995 4

Цель изобретения - расширение диапазона испытания и повышение точности измерения, Поставленная цель достигается тем что в устройстве для испытания призматических образцов на многоосное комбинированное напряженное состояние, содер>нащем опорную плиту, закрепленный на ней держатель образца и установленные нагрузочные приспособления, передающие нагружение на образец по трем осям, выполненные в виде силовых цилиндров на выходном элементе каждого из которых укреплен подпятник, контактирующий с образцом и измерительные приспособления, фиксирующие нагрузку на образец по трем осям, каждый силовой цилиндр выполнен двухпоршневым с корпусом, перемещаемым до оси, фиксируемым в задан ном положении и имеющим ступенчатую внутреннюю полость меньшего диаметра со стороны нагружения, большего со стороны, выходных> элементов, i

Кроме того> подпятник выполнен составным из ступенчатого основания, прокладки, установленной на ступени, ° и подвижного относительно ступени элемента, перемещаемого в направлении, перпендикулярном оси нагружения, и имеющего с основанием шлицевое соединение. На фиг, 1 изображено предлагаемое устройство для испытания призматических образцов на многоосное растяжение, на фиг, 2 — то же, многоосное сжатие, на фиг, 3 — разрез

A-А на фиг. 2; на фиг, 4 - подпятник силового цилиндра, Устройство для испытания призматических образцов на многоосное комбинированное напряженное состояние содержит опорную плиту 1, на которой закреплен держатель 2 образца 3, На опорной плите 1 по трем ее осям установлены кронштейны 4 с пазами 5> в которых размещены с возможностью перемещения вдоль продольной оси нагрузочное приспособления,, в виде силовых двухпоршневых цилиндров, выполненных в виде корпуса 6 со ступенчатой внутренней полостью 7 меньшего диаметра и полостью 8 большего диаметра> расположенного в последнем поршне 9 со штоком 10 поршня 11) расположенного в полости g и соединенного с помощью шарнира 12 с винтом 13, на конце которого установлена рукоятка 14, Винт 13 размещен

- 20

50 в гайке 15, закрепленной на кронштейне 4„ При этом площадь рабочей поверхности поршня 11 больше площади рабочей поверхности штока 10 во столько раз, во сколько усилие сжатия больше усилия растяжения, Для фиксации корпуса 6 в заданном положении на его поверхности выполнен паз 16, а в кронштейне 4 установлен поворотный цилиндрический фиксатор

17, К штоку 10 подсоединен Bblxopi .oé элемент в виде переходника :8 и подвижного вкладыша 19, на торцовой поверхности которого укреплен подпятник 20, Держатель 2 образца 3 выполнен кубической формы и каждая его грань

21 имеет цилиндрические окна 22, в которых со стороны силовых цилиндров установлены подвижные вкладыши 19, а в трех противоположных им (при ре>ниме растяжения образца 3) установлены неподвижные вкладыши 23.

При режиме сжатия образца 3 подпятник 20 выполнен составным из ступенчатого основания 24, прокладки

25) установленной на ступени 26, и подвижного относительно ступени 26 элемента 27, перемещаемого в направпении, перпендикулярном оси нагруже>ия, и имеющего с основанием 24 шлицевое соединение 28.

При режиме сжатия образца неподвижные вкладыши 23 выполнены составными из основания 29 и шарнирно соединенного с ним элемента 30, который установлен в окне 22 грани 21, а подпятник 20 шарнирно соединен с подвижным вкладышем 19. Для фиксирования нагрузки на образец 3 при испы. тании на корпусе 6 силовых цилиндров установлены измерительные приспособления в виде манометров 31 и 32, Устройство для испытания призматических образцов на многоосное комбинированное напряженное состояние работает следующим образом, При испытании на многоосное сжатие образец 3 устанавливают в держателе 2 с помощью неподвижных вклаДышей 23 и подпятников 20. Нагрузку на образец 3 создают посредством вращения винта 13 рукояткой 14 по часовой стрелке, при этом корпус 6 силового цилиндра перемещается вправо, до тех пор, пока паз 16 не совпадает с цилиндрическим поворотным фиксатором 17, После чего фиксатором 17 закрепляют корпус 6, При дальнейшем

977995

Формула изобретения вращении винта 13 в полости / созда= ется давление, обусловленное тем, что одновременно с поршнем 11 перемещаются и поршень 9 со штоком 10 до упора в подвижный вкладыш 19. S

Подвижный вкладыш 19 передает усилие на ступенчатое основание 24, подвижный элемент 27 и соответствующую плоскость образца 3, Противоположная плоскость образца

3 опирается на основание 29 и шарнирно соединенный с ним элемент 30 неподвижного вкладыша 23,, Аналогично создают давление на образец 3 по каждой оси, При этом давг.ение на образец> 3 осуществляв гся равномерно за счет шарнирной установки подпятников 20 и основания 29 с элементом

30 неподвижных вкладышей 23 и конструктивного выполне -.ия подпятника 2О

20 в виде ступенчатого основания 24, прокладки 25 и подвижного элемента

27. Манометры 31 и 32 фиксируют величину давления, разрушающего образец 3. 2$

При испытании на многослойное растяжение образец 3 устанавливают в держателе 2 с помощью неподвижных вкладышей 23 и подпятников 20, коTapbIe скрепляют с образцом 3 с помо- 30 щью клеющеи композиции (например, эпоксидным компаундом К-133, К-139 и т.п.), При этом фиксатор 17 устанавливают в положение, которое не ограничивает перемещения корпуса

6 силового цилиндра.

Нагрузку на образец 3 создают посредством вращения винта 13 рукояткой 14 против часовой стрелки> при этом поршень 11 перемещается влево 4 до упора в корпус 6, после чего начинается перемещаться корпус 6, передавая усилие на выходные элементыпереходник 18 и подвижный вкладыш

19 подпятник 20 и образец 3. Ана- 4S логично создают давление на образец

3 по каждой оси. Манометр 32 фиксирует величину давления, разрушающего образец 3.

Применение предлагаемого устройства позволяет производить как одноосные, так и многоосные испытания призматических образцов как на растяжение, так и на сжатие без какоголибо перемонтажа. Причем усилия на

И рукоятках винтов остаются практически равными как при усилиях растяжения, так и при сжатии. Это достигается тем, что поршень 11, расположенный в полости 7 имеет площадь рабочей поверхности, превышающую площадь рабочей поверхности штока 10 во столько раз, во сколько усилие сжатия превышает усилие растяжения, Использование ручного привода в устройстве позволяет варьировать усилия по осям без какой-либо переналадки гидравлической системы устройства.

Это значитель но упрощает испытание, а также повышает точность измерений.

1. Устройство для испытания призматических образцов на многоосное комбинированное напряженное состояние, содержащее опорную плиту, закрепленный на ней держатель образца и установленные нагрузочные приспособ. ления, передающие нагружение на образец по трем осям, выполненные в виде силовых цилиндров на выходном элементе каждого из которых укреплен подпятник, контактирующий с образцом, и измерительные приспособления, фиксирующие нагрузку на образец по трем осям, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что> с целью расширения диапазона испытания и повышения точности измерения> каждый силовой цилиндр выполнен двухпоршневым с корпусом, перемещаемым по оси, фиксируемым в заданном положении и имеющим ступенчатую внутреннюю полость меньшего диаметра со стороны нагружения, а большего — со стороны выходных элементов.

2. Устройство по и, 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что подпятник выполнен составным из ступенчатого основания> прокладки, установленной на ступени, и подвижного относительно ступени элемента, перемещаемого в направлении, перпендикулярном оси нагружения, и имеющего с основанием шлицевое соединение.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 348914, кл. G 01 N 3/08, 1970 °

2, Авторское свидетельство СССР

N 461333> кл. G 01 N 3/08, 1971 (прототип).