壓力試驗(yàn)機(jī)自身位移的簡單確定

朱春光

摘 ? 要：壓力試驗(yàn)機(jī)又被稱為電子壓力試驗(yàn)機(jī)，它的作用主要是在對于生產(chǎn)材料（塑料、管材、橡膠、電線電纜、金屬絲、紙質(zhì)箱子）的物理性能測定。WAW-1000C，WHY-3000以及YAW-J5000F三種壓力試驗(yàn)機(jī)的自身位移量的確定是由一系列單軸抗壓試驗(yàn)完成的，這些單軸抗壓試驗(yàn)是由不同的標(biāo)準(zhǔn)鋼試件及普通混凝土試件完成的，通過一系列測定，得到了試件的單軸應(yīng)力-應(yīng)變曲線。

關(guān)鍵詞：壓力試驗(yàn)機(jī) ?位移確定 ?單軸抗壓試驗(yàn) ?應(yīng)力-應(yīng)變曲線

中圖分類號：TH87 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）02（c）-0086-02

混凝土材料力學(xué)性能試驗(yàn)整個過程對于材料強(qiáng)度試驗(yàn)曲線以及材料的彈性模量要求較高，是為了試驗(yàn)條件的準(zhǔn)確性及位移的最真實(shí)測量數(shù)據(jù)。

1 ?試驗(yàn)內(nèi)容

一般的力學(xué)性能試驗(yàn)機(jī)是不會配備精密的位移傳感器的，因此普通力學(xué)性能試驗(yàn)機(jī)通過一系列單軸抗壓試驗(yàn)得到的荷載-位移關(guān)系曲線不能準(zhǔn)確反映實(shí)際關(guān)系，得到的位移不能真實(shí)地直接反映試件本身的位移，因?yàn)檫@個位移中包含試驗(yàn)機(jī)本身的位移量，這個位移量是由試驗(yàn)機(jī)的剛度造成的。因此混凝土的力學(xué)相關(guān)性能試驗(yàn)也會受到一定程度的限制，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確。一旦應(yīng)用了位移傳感器，則通道數(shù)量也相應(yīng)增加，那么現(xiàn)有的試驗(yàn)機(jī)采集軟件設(shè)備結(jié)構(gòu)也需要一并修改完善，同時(shí)試驗(yàn)機(jī)的成本也會有一定程度的增加;另外的方案是利用試驗(yàn)機(jī)上下兩個壓板相耦聯(lián)的方式，通過位移計(jì)來計(jì)算試驗(yàn)機(jī)的位移量，但是受到機(jī)器開關(guān)的保護(hù)，改造后的試驗(yàn)機(jī)的兩個壓板不能完全耦聯(lián)，耦聯(lián)難度也較高，除此以外，位移計(jì)的裝配位置的確定也是一大難點(diǎn)。目前來說，最簡單有效的實(shí)行方法是將電阻應(yīng)變片直接貼在試件上，這是測定側(cè)了應(yīng)力-應(yīng)變的常用方法，但是這種方法有一定的缺陷，就是每次試驗(yàn)都需要用到電阻應(yīng)變片，數(shù)據(jù)的采集工作也需要依靠應(yīng)變采集軟件和采集設(shè)備。基于以上情況，找到一種簡單易實(shí)施的方法檢測試驗(yàn)機(jī)在一定荷載作用下的自身位移，從而確保得到準(zhǔn)確可靠的荷載-位移關(guān)系曲線，在這樣的條件下濾過試驗(yàn)機(jī)自身產(chǎn)生的位移量，就能得到試件的真實(shí)應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線，不僅能簡化試驗(yàn)過程，減少繁瑣的試驗(yàn)步驟，還能對試驗(yàn)機(jī)的剛度進(jìn)行評測。在這種迫切的想法驅(qū)使下，采用不同尺側(cè)的標(biāo)準(zhǔn)Q235鋼試件和普通的自密實(shí)混凝土試件，對WAW-1000C，WHY-300以及YAW-J5000F三種壓力試驗(yàn)機(jī)采取單軸抗壓試驗(yàn)，可以得到這三種試驗(yàn)機(jī)的自身位移量以及普通自密實(shí)混凝土的單軸抗壓強(qiáng)度-本構(gòu)關(guān)系曲線，這些有效數(shù)據(jù)的取得將會為相關(guān)領(lǐng)域的研究人員提供新的思路。

確定壓力試驗(yàn)機(jī)的自身位移試驗(yàn)內(nèi)容包括試驗(yàn)方式、試驗(yàn)步驟和試驗(yàn)結(jié)果，下面將詳細(xì)介紹試驗(yàn)內(nèi)容。

1.1 試驗(yàn)方式

選擇70mm自密實(shí)混凝土立方體鋼制試件、100mm自密實(shí)混凝土立方體鋼制試件、150mm自密實(shí)混凝土立方體鋼制試件、200mm自密實(shí)混凝土立方體鋼制試件、300mm自密實(shí)混凝土立方體鋼制試件以及400mm自密實(shí)混凝土立方體鋼制試件的C20強(qiáng)度2組-3組進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)，通過位移量控制加載程度，WAW-1000C的試驗(yàn)機(jī)上放置70mm自密實(shí)混凝土立方體鋼制試件、100mm的自密實(shí)混凝土立方體試件，WHY-3000的試驗(yàn)機(jī)上放置150mm自密實(shí)混凝土立方體試件，YAW-J5000F的試驗(yàn)機(jī)上放置200mm自密實(shí)混凝土立方體鋼制試件、300mm自密實(shí)混凝土立方體鋼制試件、400mm的自密實(shí)混凝土立方體試件。試驗(yàn)的同時(shí)需要選擇與自密實(shí)混凝土立方體試件截面一樣的Q235鋼制試件，采用標(biāo)準(zhǔn)Q235鋼制試件的應(yīng)力-應(yīng)變曲線確定一定條件下的試驗(yàn)機(jī)位移量。WAW-1000C試驗(yàn)機(jī)位移量的確定是運(yùn)用70mm自密實(shí)混凝土立方體鋼制試件、100mm自密實(shí)混凝土立方體鋼制試件完成的;鑒于150mm自密實(shí)混凝土立方體鋼制試件、200mm自密實(shí)混凝土立方體鋼制試件、300mm自密實(shí)混凝土立方體鋼制試件、400mm的自密實(shí)混凝土立方體試件很難在市場上尋得，因此這次試驗(yàn)選用的是150mm×150mm×100mm的鋼制試件，WHY-3000的試驗(yàn)機(jī)位移量是運(yùn)用150mm×150mm×100mm的自密實(shí)混凝土立方體鋼制試件確定得到的。YAW-J5000F試驗(yàn)機(jī)的位移量是通過采用200mm×200mm×100mm的自密實(shí)混凝土立方體鋼制試件完成的。

1.2 試驗(yàn)步驟與試驗(yàn)結(jié)果

將三種不同尺寸的Q235自密實(shí)混凝土立方體鋼制試件在相對應(yīng)的試驗(yàn)機(jī)上試驗(yàn)后，利用位移量調(diào)控加載性能，從而得到一條自密實(shí)混凝土立方體鋼制試件的荷載-位移曲線，這條曲線的位移的包括試驗(yàn)機(jī)自身位移的自密實(shí)混凝土立方體鋼制試件位移。

將普通Q235鋼單軸抗壓力-應(yīng)變曲線的上升曲線定位標(biāo)準(zhǔn)曲線，將相同級別的荷載作用應(yīng)用到試驗(yàn)機(jī)當(dāng)中，同時(shí)能夠得到一條自密實(shí)混凝土立方體鋼制試件的荷載曲線，將該條荷載曲線和普通Q235鋼單軸抗壓力-應(yīng)變曲線的上升曲線，即標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行對比研究，然后將總位移量減去標(biāo)準(zhǔn)曲線的位移量，從而得到試驗(yàn)機(jī)的位移量。

將三種不同尺寸的Q235自密實(shí)混凝土立方體鋼制試件在相對應(yīng)的試驗(yàn)機(jī)上試驗(yàn)后，利用位移量調(diào)控加載性能，從而得到一條自密實(shí)混凝土立方體鋼制試件的荷載-位移曲線，將所得位移減去試驗(yàn)機(jī)自身位移，從而得到自密實(shí)混凝土立方體鋼制試件真正荷載-位移曲線。

將試驗(yàn)所得結(jié)果進(jìn)行分析探討，并驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果，這項(xiàng)試驗(yàn)的試驗(yàn)過程中仍需要另外一組150mm的自密實(shí)混凝土立方體鋼制試件，將橫向以及縱向的電阻應(yīng)變片貼到自密實(shí)混凝土立方體鋼制試件上，在WHY-3000試驗(yàn)機(jī)繼續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)相關(guān)操作，通過一定型號的配有先進(jìn)采集系統(tǒng)的靜態(tài)應(yīng)變采集裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，試驗(yàn)結(jié)果將會是一條荷載-位移曲線，將這條荷載-位移曲線和用了相同尺寸自密實(shí)混凝土立方體鋼制試件直接抗壓試驗(yàn)除去是壓機(jī)位移后的荷載-位移曲線進(jìn)行對分研究，分析探討兩者之間的吻合程度，結(jié)果顯示兩條曲線的吻合程度非常高。

2 ?結(jié)語

在Q235鋼抗壓應(yīng)力-應(yīng)變曲線當(dāng)作標(biāo)準(zhǔn)曲線的前提下，我們可以利用較為簡單的方式方法推測壓力試驗(yàn)機(jī)的自身位移大小，這樣就能在沒有位移傳感器作為輔助的條件下，也能在普通的壓力試驗(yàn)機(jī)上得到所測量材料的單軸強(qiáng)度-本構(gòu)全程試驗(yàn)曲線，同時(shí)這樣的方法也能獲得彈性模量的參數(shù)，使得這兩種結(jié)果的誕生成為較大的突破。

運(yùn)用簡單的方法測定不同型號和不同性能的壓力試驗(yàn)機(jī)的自身位移，是對其真實(shí)性能的最好評價(jià)方式。這種測試在力學(xué)性能試驗(yàn)中具有重要的評價(jià)意義，規(guī)避了繁瑣復(fù)雜的測定方法的不穩(wěn)定性，利用較為簡單的材料和簡單的操作方式就能得到相對準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，大大增加了測試的便捷性和經(jīng)濟(jì)性。測試的結(jié)果具有很大的實(shí)用性和實(shí)際意義，不光對于作者所在領(lǐng)域的壓力試驗(yàn)機(jī)研究方面做出了一定的貢獻(xiàn)，也對我國迅速發(fā)展壯大的大環(huán)境下的科學(xué)技術(shù)手段有了新的改革思路，為我國壓力試驗(yàn)機(jī)研究提供了幫助。

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