МАШИНА ИСПЫТАТЕЛЬНАЯ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Полезная модель относится к испытательной технике и применяется для механических испытаний строительных материалов, в частности бетонов, на сжатие и трещиностойкость.
Известна испытательная машина для механических испытаний бетонов на трещиностойкость, содержащая загружающее устройство, нагружающий силоизмерительный шток, датчик перемещения, опорную плиту с шарнирной и роликовыми опорами (ГОСТ 29167-91, черт.10).
Недостатком данной испытательной машины является низкая достоверность оценки трещиностойкости, ручное вычисление механических характеристик образцов, низкие функциональные возможности.
Известна испытательная машина для механических испытаний строительных материалов на сжатие, обеспечивающая осевое деформирование образцов испытываемых материалов, измерение нагрузки в процессе испытания тензоэлектрическим датчиком силы с блоком измерения силы, входящим в состав машины, и автоматическое вычисление механических характеристик испытываемых материалов электронно-вычислительной машиной по результатам испытаний (Каталог продукции НИКЦИМ., Приборы, №3, 2001).
Недостатком данной машины является низкая достоверность оценки предела прочности на сжатие из-за несоосной нагрузки на образец, из-за низкой поперечной жесткости нагружающего устройства, несоответствие его оси симметрии с осью приложения нагрузки и неравномерности нагружения образца.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому техническому решению является машина испытательная для механических испытаний строительных материалов на сжатие, включающая нагружающее устройство, состоящее из основания, колонн, траверсы, силового привода нагружения, тензоэлектрического датчика силы, представляющего собой устройство, непосредственно
соприкасающееся с опорной поверхностью испытываемого образца материала и состоящее из двух плит, одна из которых является нижней подвижной плитой нагружающего устройства машины, между которыми равномерно расположена группа метрологически идентичных и механически и электрически независимых тензоэлектрических датчиков силы, соединенных с блоком измерения силы, выходы которого подключены к ЭВМ, датчик перемещения подвижной плиты, блок-систему управления нагруженном или перемещением подвижной плиты, подключенную к ЭВМ (RU №2249809, G 01 N 3/08, 10.04.2005).
Приведенные выше испытательные машины позволяют производить механические испытания строительных материалов только на сжатие или на трещиностойкость.
Перед авторами стояла задача создания одной испытательной машины для механических испытаний строительных материалов, которая позволяла бы производить испытания строительных материалов на сжатие, трещиностойкость и изгиб, и одновременно повысить достоверность оценки механических характеристик материалов за счет автоматического поддержания скорости нагружения и регистрации текущей нагрузки.
Технический результат достигается тем, что машина испытательная для механических испытаний строительных материалов, включающая нагружающее устройство, состоящее из станины, колонн, траверсы, подвижной и неподвижной плит сжатия, силового привода нагружения, датчика перемещения подвижной плиты, соединенного с блок-системой управления нагружением или перемещением подвижной плиты, датчика силы, соединенного с блоком измерения силы, первый выход которого соединен с вторым входом блок-системы управления нагруженном или перемещением подвижной плиты, выход которой соединен с первым входом ЭВМ, второй вход которой соединен с вторым выходом блока измерения силы, снабжена опорной плитой с шарнирно-подвижной и шарнирно-неподвижной опорами, жестко установленной на нижней подвижной плите нагружающего устройства, к верхней
неподвижной плите нагружающего устройства прикреплен съемный нож, а к станине симметрично центральной оси испытательной машины прикреплен датчик деформаций, соединенный с блоком измерения деформаций, первый выход которого соединен с третьим входом блок-системы управления нагруженном или перемещением подвижной плиты, а второй выход соединен с третьим входом ЭВМ.
Благодаря конструкции опорной плиты и возможности снятия ножа, можно проводить испытания как на сжатие, так и на трещиностойкость. Машина оснащена автоматической системой управления, которая обеспечивает автоматическое поддержание скорости нагружения и регистрацию текущей нагрузки, что повышает достоверность оценки механических характеристик материалов.
На чертеже схематично изображена заявляемая испытательная машина.
В состав заявляемой машины входят: нагружающее устройство, состоящее из станины 1, колонн 2, траверсы 3, нижней подвижной плиты 4, верхней неподвижной плиты 5, силового привода нагружения 6 (электрогидравлического или электромеханического), датчика перемещения 7 подвижной плиты 4, датчика силы 8, к верхней неподвижной плите 5 прикреплен съемный нож 9, он прикреплен к верхней неподвижной плите 5 с возможностью снятия, опорная плита 10, жестко соединенная с нижней подвижной плитой 4 и имеющая четыре отверстия для симметричной установки шарнирно-подвижной опоры 11 и шарнирно-неподвижной опоры 12 на расстоянии 600 и 800 мм между собой, установленная на нижней подвижной плите 4, датчик деформаций 13, прикрепленный к станине 1 симметрично центральной оси испытательной машины, блок измерения силы 14, соединенный с датчиком силы 8, блок-система управления нагруженном или перемещением подвижной плиты 15, входы которой соединены с выходами датчика перемещения 7 подвижной плиты 4, блока измерения силы 14 и блока измерения деформаций 16, вход которого соединен с выходом датчика деформаций
13, причем выходы блоков 14, 15, 16 соединены с соответствующими входами ЭВМ 17.
Заявляемая испытательная машина работает следующим образом.
При испытаниях на трещиностойкость (ГОСТ 29167-91) шарнирно-подвижную опору 11 и шарнирно неподвижную опору 12 устанавливают на опорной плите 10 в зависимости от размера образца в специальные отверстия. На верхнюю неподвижную плиту 5 устанавливается навесной нож 9. Испытываемый образец строительного материала 18, например, в виде призмы с надрезом в середине ставится на опоры 11 и 12 так, чтобы разрез располагался симметрично относительно продольной плоскости ножа 9.
При испытаниях на изгиб испытываемый образец строительного материала 18, имеющий форму призмы без разреза, устанавливается на опоры 11 и 12, так, чтобы срединное сечение призмы располагалось симметрично относительно продольной плоскости ножа 9.
При испытаниях на сжатие (ГОСТ 10180) испытываемый образец строительного материала в виде куба или цилиндра устанавливается на опорную плиту 10, при этом нож 9 должен быть снят с верхней неподвижной плиты 5.
Далее посредством блок системы управления нагруженном или перемещением подвижной плиты 15 задается режим возрастания нагрузки на испытываемый образец 18 до определенного уровня или до разрушения образца 18. При этом текущие значения с датчика силы 8, через блок измерения силы 14 и текущие значения с датчика деформаций 13, через блок измерения деформаций 16 поступают в ЭВМ 17, на мониторе которого вся текущая информация отражается как в графическом, так и в цифровом виде. После разрушения образца блок-система управления нагруженном или перемещением подвижной плиты 15 возвращает испытательную машину в первоначальное (исходное) положение, фиксируемое датчиком перемещений 7, а полученные в результате эксперимента данные сохраняются на жестком диске ЭВМ 17 в виде протокола испытаний.