УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦОВ МАТЕРИАЛОВ
IMPACT-TESTING MACHINE FOR MATERIAL SPECIMENS

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность.
Известна установка для испытания образцов материалов (патент РФ №978007, кл. G01N 3/36, 1982), содержащая основание, установленные на нем соосно сильфоны, захваты образца, соединенные с сильфонами, и рабочая среда, частично заполняющая полости сильфонов.
Недостаток установки состоит в том, что на ней неосуществимы испытания при нагружении образцов сериями осевых механических ударов с боковым обжатием рабочей средой.
Известна установка для испытания образцов материалов (а.с. СССР №1296883, кл. G01N 3/30, 1987), содержащая основание, установленные на нем коаксиально сильфоны с приспособлением для разъемного соединения торцов, соединенный с одним торцом внутреннего сильфона захват образца, наковальню, установленную на втором торце внутреннего сильфона.
Недостаток установки также состоит в том, что на ней неосуществимы испытания при нагружении образцов сериями осевых механических ударов с боковым обжатием рабочей средой.
Известна установка для испытания образцов материалов (решение о выдаче патента на изобретение по заявке №5022468/28/002767/, кл. G01N 3/36, от 29 июня 1995 г.), принимаемая за прототип. Установка содержит основание, установленные на нем коаксиально сильфоны с приспособлением для разъемного соединения торцов, соединенный с одним торцом внутреннего сильфона захват образца, наковальню, установленную на втором торце внутреннего сильфона, привод перемещения наковальни вдоль оси сильфонов и источник рабочей среды, соединенный с полостями сильфонов.
Недостаток установки также состоит в том, что на ней неосуществимы испытания при нагружении образцов сериями осевых механических ударов с боковым обжатием рабочей средой, что ограничивает объем информации при испытаниях.
Техническим результатом изобретения является увеличение объема информации путем проведения испытаний при нагружении образцов сериями осевых механических ударов с боковым обжатием рабочей средой.
Технический результат достигается тем, что в установке для испытания образцов материалов, содержащей основание, установленные на нем коаксиально сильфоны с приспособлением для разъемного соединения торцов, соединенный с одним торцом внутреннего сильфона захват образца, наковальню, установленную на втором торце внутреннего сильфона, привод перемещения наковальни вдоль оси сильфонов и источник рабочей среды, соединенный с полостями сильфонов, согласно изобретению свободные торцы сильфонов соединены с наковальней, приспособление для разъемного соединения выполнено с обеспечением взаимодействия с основанием, а полости сильфонов связаны клапанами одностороннего действия.
Технический результат также достигается тем, что на наковальне установлен второй захват для второго образца.
На чертеже представлена схема установки.
Установка для испытания образцов материалов содержит основание 1, установленные на нем коаксиально сильфоны 2, 3, 4 с приспособлениями 5, 6, 7 для разъемного соединения торцов сильфонов, соединенный с одним торцом внутреннего сильфона захват 8 образца 9, наковальню 10, установленную на втором торце внутреннего сильфона 2, привод 11 перемещения наковальни 10 вдоль оси сильфонов и источник 12 рабочей среды, соединенный с полостями сильфонов.
Свободные торцы сильфонов 2, 3, 4 соединены с наковальней 10. Приспособления 5, 6, 7 для разъемного соединения выполнены с обеспечением взаимодействия с основанием 1. Полости сильфонов связаны клапанами 13, 14 одностороннего действия.
На наковальне 10 установлен второй захват 15 для второго образца 16.
Источник 12 рабочей среды соединен с полостями сильфонов вентилем 17.
Установка работает следующим образом.
Открывают вентиль 17, заполняют полости сильфонов 2, 3, 4 рабочей средой из источника 12 и закрывают вентиль 17. Выключают приспособление 5 и отсоединяют захват 8 от основания 1. Сильфон 2 восстанавливает свою деформацию и перемещает захват 8 с образцом 9 до соударения образца 9 с наковальней 10 или с образцом 16, в зависимости от задач исследований. При этом объем полости сильфона 2 уменьшается, давление рабочей среды в этом сильфоне возрастает, клапан 13 закрывается и давление среды создает боковое обжатие образцов 9, 16, достигающее максимума в момент соударения образцов. Открывают вентиль 17 и выравнивают давление в полостях сильфонов. Выключают приспособление 6, сильфон 3 деформируется до соударения с захватом 8. Образцы получают новый ударный импульс, при этом во время деформации сильфона 3 клапан 14 закрывается, клапан 13 открывается и на образцах создается новое обжатие рабочей средой. Третий акт ударного осевого нагружения с обжатием образцов происходит после отключения приспособления 7. Величины ударных осевых и обжимающих нагрузок задаются жесткостью и объемом полостей сильфонов, а также начальным положением наковальни 10 и давлением рабочей среды в источнике 12. После срабатывания всех сильфонов серия нагружений завершается и проводится подготовка к новой серии нагружений с обжатием. Для этого открывают вентиль 17 и приводом 11 перемещают наковальню 10 до взаимодействия приспособлений 5, 6, 7 с основанием 1. Затем перемещают наковальню 10 в обратном направлении и приводят установку в исходное положение, показанное на чертеже. Проводят новую серию нагружений с обжатием при тех же параметрах или при новых условиях, если наковальню 10 устанавливают в новое положение, а именно, чем больше деформированы сильфоны в исходном положении, тем больше величины осевых ударов и боковых обжатий образцов в серии. Число ударов в серии задается количеством используемых сильфонов.
Установка обеспечивает испытания в новых условиях - при нагружении образцов сериями осевых механических ударов с боковым обжатием рабочей средой, что существенно расширяет объем информации. В частности, эти испытания важны при исследовании возможности взрыва горючего газа под давлением при искрообразовании в моменты обрушения горных пород в загазованных шахтах и рудниках.