壓力試驗機自身位移的簡單確定

朱春光

摘 ? 要：壓力試驗機又被稱為電子壓力試驗機，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三種壓力試驗機的自身位移量的確定是由一系列單軸抗壓試驗完成的，這些單軸抗壓試驗是由不同的標準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力-應變曲線。

關鍵詞：壓力試驗機 ?位移確定 ?單軸抗壓試驗 ?應力-應變曲線

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

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

1 ?試驗內(nèi)容

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

確定壓力試驗機的自身位移試驗內(nèi)容包括試驗方式、試驗步驟和試驗結(jié)果，下面將詳細介紹試驗內(nèi)容。

1.1 試驗方式

選擇70mm自密實混凝土立方體鋼制試件、100mm自密實混凝土立方體鋼制試件、150mm自密實混凝土立方體鋼制試件、200mm自密實混凝土立方體鋼制試件、300mm自密實混凝土立方體鋼制試件以及400mm自密實混凝土立方體鋼制試件的C20強度2組-3組進行試驗設計，通過位移量控制加載程度，WAW-1000C的試驗機上放置70mm自密實混凝土立方體鋼制試件、100mm的自密實混凝土立方體試件，WHY-3000的試驗機上放置150mm自密實混凝土立方體試件，YAW-J5000F的試驗機上放置200mm自密實混凝土立方體鋼制試件、300mm自密實混凝土立方體鋼制試件、400mm的自密實混凝土立方體試件。試驗的同時需要選擇與自密實混凝土立方體試件截面一樣的Q235鋼制試件，采用標準Q235鋼制試件的應力-應變曲線確定一定條件下的試驗機位移量。WAW-1000C試驗機位移量的確定是運用70mm自密實混凝土立方體鋼制試件、100mm自密實混凝土立方體鋼制試件完成的;鑒于150mm自密實混凝土立方體鋼制試件、200mm自密實混凝土立方體鋼制試件、300mm自密實混凝土立方體鋼制試件、400mm的自密實混凝土立方體試件很難在市場上尋得，因此這次試驗選用的是150mm×150mm×100mm的鋼制試件，WHY-3000的試驗機位移量是運用150mm×150mm×100mm的自密實混凝土立方體鋼制試件確定得到的。YAW-J5000F試驗機的位移量是通過采用200mm×200mm×100mm的自密實混凝土立方體鋼制試件完成的。

1.2 試驗步驟與試驗結(jié)果

將三種不同尺寸的Q235自密實混凝土立方體鋼制試件在相對應的試驗機上試驗后，利用位移量調(diào)控加載性能，從而得到一條自密實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機自身位移的自密實混凝土立方體鋼制試件位移。

將普通Q235鋼單軸抗壓力-應變曲線的上升曲線定位標準曲線，將相同級別的荷載作用應用到試驗機當中，同時能夠得到一條自密實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-應變曲線的上升曲線，即標準曲線進行對比研究，然后將總位移量減去標準曲線的位移量，從而得到試驗機的位移量。

將三種不同尺寸的Q235自密實混凝土立方體鋼制試件在相對應的試驗機上試驗后，利用位移量調(diào)控加載性能，從而得到一條自密實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機自身位移，從而得到自密實混凝土立方體鋼制試件真正荷載-位移曲線。

將試驗所得結(jié)果進行分析探討，并驗證試驗結(jié)果，這項試驗的試驗過程中仍需要另外一組150mm的自密實混凝土立方體鋼制試件，將橫向以及縱向的電阻應變片貼到自密實混凝土立方體鋼制試件上，在WHY-3000試驗機繼續(xù)進行試驗相關操作，通過一定型號的配有先進采集系統(tǒng)的靜態(tài)應變采集裝置進行數(shù)據(jù)采集，試驗結(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混凝土立方體鋼制試件直接抗壓試驗除去是壓機位移后的荷載-位移曲線進行對分研究，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鋼抗壓應力-應變曲線當作標準曲線的前提下，我們可以利用較為簡單的方式方法推測壓力試驗機的自身位移大小，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機上得到所測量材料的單軸強度-本構(gòu)全程試驗曲線，同時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。

運用簡單的方法測定不同型號和不同性能的壓力試驗機的自身位移，是對其真實性能的最好評價方式。這種測試在力學性能試驗中具有重要的評價意義，規(guī)避了繁瑣復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確的數(shù)據(jù)，大大增加了測試的便捷性和經(jīng)濟性。測試的結(jié)果具有很大的實用性和實際意義，不光對于作者所在領域的壓力試驗機研究方面做出了一定的貢獻，也對我國迅速發(fā)展壯大的大環(huán)境下的科學技術手段有了新的改革思路，為我國壓力試驗機研究提供了幫助。

參考文獻

[l] 張念生.萬能材料試驗機在不同工況下的內(nèi)力分析[J].試驗技術與試驗機，2018（2）：67-68.

[2] 高原.材料試驗機力值校準方法的比較[J].計量、測試與校準，2018，2 8（2）：30-31.

[3] 中國建筑科學研究院.GB/T50081-2002普通混凝土力學性能試驗方法標準 [S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2017.

[4] 中華人民共和國建設部.GB50017-2003鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范[S].北京：中國計劃出版社，2016