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2019 - 11 - 15
未来疲劳试验机的开发更加人性化,从设备的概念到设计,再到生产和销售,再到用户的手中,每一步都基于人性化。高品质的疲劳试验机可以更方便地使用,例如符合人体工程学的设备设计等。下面就详细的介绍一下如何更好的使用疲劳试验机?1、仔细阅读使用说明书首先通常每种类型的疲劳试验机都配备有自己的使用说明书。如果希望以后的操作更加安全,稳定和准确,建议在安装和使用之前阅读本说明书。说明掌握相关步骤,并了解设备的性能优势以及每个按钮的要点。2、使用进行适当的检查用户必须知道疲劳试验机的许多零件在操作过程中很容易松动。这时必须采取相应的防松措施以避免零,零件的松动会影响后期的测试结果。疲劳试验机应保持的安装和使用的灵活可靠的标准,并应定期检查皮带轮和齿轮等裸露部件并应采取相应的调整和防护措施。3、操作前检查铸件的正常疲劳试验机的不同试验机将配备许多铸件,此时每个人都必须在操作前检查铸件是否有毛刺和冒口。如果发现这种现象则必须同时维修或更换供应商,在未执行测试操作时人员无法单击“开始”按钮,这很容易导致事故,如果在打开电源后没有采取任何措施则进一步确认。总而言之,想要更好的使用疲劳试验机需要仔细阅读使用说明书、进行适当的检查、操作前检查铸件的正常。满足客户的疲劳试验机在未来的发展中将更加智能,例如它可以智能地打开和智能关闭,并且可以智能地自动获取样本,在测试期间实时传输数据并比较数据。疲劳试验机测试完成...
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2019 - 12 - 09
许多行业将拉力实验作为评判产品质量的重要标准,据拉力试验机厂家称使用专业设备进行拉力试验的准确度较高,很少因内外环境或者其他问题而影响测试结果,可以对材料本身的抗拉程度进行相对精准的判断,哪些材料需要进行拉力试验呢?1、薄膜和橡胶材料主要检测材料的拉力和伸长率,由于薄膜材料大多伸长率较高因此需要大行程的试验机。广受好评的拉力试验机厂家称,关于橡胶材料主要检测材料的抗拉强度和伸长率,该材料有较高的伸长率有时有极大百分比,必须使用拉力试验机厂家的大行程拉力试验机,通常试验空间不可过小。该材料对伸长率的检测要求较高,以位移来代替变形已经不能满足试验要求,因此大变形测量系统必不缺少。2、防水卷材和包装带该材料通常用拉力试验机厂家的大规格拉力试验机,用来检测材料的试验力和伸长率,由于新型材料中加入了许多添加物使其对试验机的夹具要求较高,否则试验数据不准确。包装带和防护网也是如此,试验空间要求不高,拉力试验机厂家称该类材料的实验并不存在难度。3、电线电缆和各种金属丝通常检测也是检测试验力对夹具的要求较高,铜丝和铝丝及钢丝等金属丝主要检测材料的抗拉强度和伸长率,有色金属的伸长率较高钢丝的伸长率极低,因此信誉良好的拉力试验机厂家称对钢丝伸长率的检测比较困难,需要用拉力试验机厂家的高精度电子拉力试验机配引伸计。拉力试验机厂家称无论材料薄厚均可以进行拉力试验,如果经试验后发现该材料容易撕裂,一般不可用...
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2019 - 12 - 09
在拉力试验机使用一段时间后需要对其进行校准,据拉力试验机厂家介绍该种校准工作涉及到多项流程,而且校准的项目也较多,需要根据实际使用环境和使用场所的要求针对性的校准,有一些校准工作颇为耗费时间,所以可以降低校准的频次,下面拉力试验机厂家就告诉您如何进行校准。一、试验速度校准拉力试验机厂家称在校准试验机的试验速度时要首先记下机台横梁的开始位置,然后在控制面板上选择速度值(使用标准直钢尺量测横担行程),启动机台的同时电子秒表开始计时(具体计时时间以拉力试验机厂家要求为准),秒表到达时间的同时按下机台停止键,根据秒表的时间,记录横担行程值为每分钟之速率,拉力试验机厂家提醒一定要观察横担行程值与直钢尺之差,并计算横担行程误差值,应不超出厂家规定的产品规范。二、各种力值校准广受好评的拉力试验机厂家建议首先打开拉力试验机的操作界面,点击校准程序,先取一标准重量砝码轻挂于上夹具连接座,点击开始测试,然后记录计算机显示力量值,并计算与标准重量砝码之差,误差应不超出拉力试验机厂家的规定标准,如果出现了误差较大,应该是传感器有问题,尝试将软件的力值复位再进行多次测试,或者咨询拉力试验机厂家售后。三、位移校准这需要将目前的位移复位,然后打开校正的界面,界面显示移动的距离,其实就是误差,应该将其重置复位,这样拉力试验机下次测试时便准确。信誉良好的拉力试验机厂家家称经过了长时间的使用,大多会令试验机不准,尤其...
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2019 - 12 - 09
许多产品在上市之前需要进行拉力测试,拉力测试则需要使用到拉力试验机。据拉力试验机厂家介绍,试验机的内部有诸多部件,其中除了一些金属部件以外更容易让人们忽视的便是橡胶部件,许多人认为橡胶部件耐用性强,但实际上有诸多因素会使其加速老化,下面拉力试验机厂家就详细介绍。一、氧气和臭氧拉力试验机厂家称氧与自由基链中的橡胶分子发生反应导致分子链断裂,导致拉力试验机橡胶部件性能发生变化,氧化是造成拉力试验机厂家设备老化的重要原因之一。臭氧的化学活性比氧气高,它也打破了分子链的排列。然而臭氧对橡胶的影响随着橡胶的变形而变化,臭氧会使其出现与应力作用方向垂直的裂纹,称为“臭氧破裂”。二、温度和光照温度升高会引起橡胶热裂,增加氧扩散速率会发生氧化反应,加速橡胶件氧化反应是一种常见的老化现象,即热氧老化。广受好评的拉力试验机厂家研究发现,光波越短能量越大,紫外线辐射会破坏橡胶,紫外线辐射除了会直接导致橡胶分子链断裂外,还会通过吸收光能产生自由基从而加速氧化链的反应,紫外线加热后两侧会出现网状裂纹,拉力试验机厂家将其称为“光学外散裂”。三、机械应力在反复的机械应力作用下橡胶分子链断裂形成自由基,引发氧化链反应形成机械化学损坏。水的作用有两个方面,品质好的拉力试验机厂家称橡胶件在潮湿空气中或浸没在水中时,由于橡胶中的水溶性物质和水溶性基团被水溶解,所以很容易被破坏。特别是在水浸和空气暴露的交替作用下拉力试验...
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2019 - 12 - 26
弹簧试验机是一种专门用于试验弹簧等金属器件抗金属疲劳性的专业级设备,多年以来掌握相关技术工艺的厂商通过这些产品给众多生产领域做出了重要的贡献,如今品质可靠售后好的弹簧试验机生产机构与很多大型厂商都达成了深度合作,其推出的多种设备更是以良好的应用表现而在业界收获了极高人气。那么这些弹簧试验机设备为什么可以有这么好的质量?1、厂商生产经验丰富首先备受青睐的弹簧试验机品牌机构在这类设备的技术研究和实际生产中积累了大量经验,丰富的经验带来的专业成熟度让其可以充分保证设备技术工艺的可靠性,更重要的是其可以在多个历史时期掌握更加先进优质的技术工艺。2、原材料品质高其次可以发现好评率极高的弹簧试验机厂商很重视设备制造原材料的挑选,无论是核心元器件还是基础材料都是相关领域内品质比较高的品种,很明显品质极高的原材料是高品质的弹簧试验机能够发挥更优质功能的关键原因之一。3、生产监管严格另外了解相关行业的朋友也会发现优质靠谱的弹簧试验机厂商非常重视生产管理,其所构建的生产质量监督机制可以对弹簧试验机各个生产环节进行实时监督,严谨的专业态度和成熟的管理机制更进一步保证了弹簧试验机的综合品质。大品牌弹簧试验机在技术成熟度以及品质方面的优质表现是其为用户提供更好技术支持的关键,这些年来无论是生产领域还是技术研发领域都需要使用这类设备来研究金属抗疲劳性质,而这一切对于各类机械设备安全性和可靠性的研究而言都是有至...
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2019 - 12 - 27
众所周知在金属器件生产领域当中很多时候需要对金属抗疲劳性进行研究,该过程中必不可少的设备就是能够试验金属疲劳阈值的弹簧试验机,如今技术工艺比较先进的弹簧试验机可以在很多领域当中胜任多种试验工作,对于提高生产质量和推动产业发展而言是至关重要的。那么这里所提到的弹簧试验机设备具体有哪些方面的优势?1、测试准确性高首先很明显的是任何使用弹簧试验机的客户都希望得到比较准确的测试数据,而一方面高品质的弹簧试验机本身的技术工艺和品质基础都能够保证测试精准性,另一方面设备测试的方式也是当前业界公认更科学更可靠的测试方法。2、品质稳定性强当然众所周知弹簧试验机在测试弹簧及金属疲劳性的时候会长期运行,而优质靠谱的弹簧试验机可以长期保持比较稳定可靠的运行状态,更重要的是其在测试阶段的运行频率也能够保持较好的稳定性,这将有利于进一步确保测试数据的准确性和参考价值。3、操作灵活便捷另外有一些实际操作经验的朋友也表示可靠性很强的弹簧试验机操作起来很便捷,这主要是因为弹簧试验机在功能设计的时候充分考虑到了实际使用需求,灵活的操作方法在提高客户使用效率的同时还能够充分保证试验准确性。可以看出来当前比较知名的弹簧试验机依靠着极高的准确性和可靠的稳定性而闻名业内,这一切都离不开厂商成熟的制造工艺和先进科学的试验原理,而灵活的操作模式和便捷的操作体验更是给弹簧试验机的广大客户们留下了深刻印象,所以相信在未来这类设备将...
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2019 - 12 - 27
在当代生产及市场研究行业当中研究金属器件疲劳性是至关重要的工作,因此专业研发生产不同规格的弹簧试验机的厂商越来越受到各界关注,如今市场上比较可信的弹簧试验机厂商所推出的设备具有不错的应用质量和工艺品质,其在多个行业的生产活动当中都担当了至关重要的角色。那么作为相关需求者和消费者而言需要如何挑选弹簧试验机?1、看厂商综合实力首先弹簧试验机看似简单的工艺需要十分成熟的技术才能保证功能品质,因此针对弹簧试验机进行考察的时候有必要对其背后厂商综合实力进行评估,从品牌发展历史到制造工艺水平等方面评估弹簧试验机厂商的综合实力必不可少。2、了解设备技术原理当然不同的行业和不同的技术要求对于弹簧试验机类型的需求也是不同的,所以有必要对感兴趣的弹簧试验机设备技术原理和工作模式进行详细了解和对比,当然一些比较成熟的弹簧试验机厂商会根据客户的实际需求推荐更适用的设备。3、分析市场评价另外如今越来越成熟的口碑市场可以很好反映一款弹簧试验机的实用性和可靠性,所以不妨从与自身需求相似的客户那里了解一些关于弹簧试验机实用表现的体验反馈信息,多方面收集相关信息并进行客观参考可以帮助大家更快锁定适合的厂商。高品质的弹簧试验机对于精准测试出弹簧等金属期间抗疲劳指数而言有至关重要的作用,而进一步来讲该种设备也是推动当今综合生产产业生产品质的关键所在,一般从厂商综合实力、设备技术原理以及更多人的实际使用评价中可以帮助大家...
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2019 - 12 - 30
隔行如隔山,对于想要初次了解一个行业来说的人,首先就是要弄明白,是什么,是做什么的,有什么用,使用时应该注意什么呢?了解清楚这些,相信对这个知识点也会了解的更多。之前对机械设备、五金设备、工业制品都不太链接,特别是初次接触拉伸机这类力学检查设备的时候。完全不知道这是做什么的。作为新一代力学检测设备的拉伸试验机又被称为万能试验机,广泛运用于计量检定质量检验;硫化橡胶塑胶;冶金工业钢材;机械设备制造;电子电气;小车制造;纺织品化学纤维;电缆电线;包装制品和食品类;仪表设备;医疗机械;民用型核能发电;中国民航局;高等学校;科学研究实验室;拉伸夹具是仪器的重要组成部分。不同的材料需要不同的夹具,这也是测试顺利进行和测试结果准确性的重要因素。拉伸试验机广泛应用于各种五金、金属、橡胶塑料、鞋类、皮革、服装、纺织品、绝缘体、电线和电器,数据的研发、检验和测试,其功能齐全,使用普遍。拉伸试验机有电子、液压和电液伺服。选择薄膜拉伸试验机注意事项,塑料薄膜、箔材料在做拉伸试验时如果测试量大最好选用气动拉伸夹具,用手动夹具操作很不方便,效率低,而且标距不好控制。塑料薄膜、箔材料在做拉伸试验的试样为直条状时,测量延伸率一般用位移法来测量。有些塑料薄膜按照GB标准制成哑铃状时,测量延伸率只能选用非接触式测量装置(如红外线测试、激光测试、数码成像等等)薄膜、箔材料在制取试样样条时需要有专用的裁刀。金属箔分:铜...
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2019 - 09 - 30
在汽车进厂检验之时总会用到一样工具弹簧试验机,它是一种可以检测起到缓震作用的弹簧强度及其使用时间限度的工具,所以这种试验机在保护安全方面和试验方面可以有很多用处,这三个方面是大家选择时发现的这台机器的好处。1、测试的精度高汽车驾驶的过程中一些细小零件的损伤都有可能造成事故,所以测验的结果一定不能是模棱两可的,不能模糊不清必须非常准确。这就要求我们所购买的弹簧试验机的精度要高,可以发现品质好的弹簧试验机能将弹簧的检测精度控制在非常微小的范围内,给使用者提供更准确更放心的后期结果。2、检测的强度大一台好的弹簧试验机在使用的过程中对于检测的拉力幅度,必须是非常巨大的才能满足日常的工作需要。因为汽车相对于生活中的其它物品来说体积较大质量较重,所以它在一些方面对于生活安全的影响很大。而想要弹簧起到减震的效果就必须在原来的基础上,增加它的硬度使弹簧不能被轻易拉起,一台广受好评的弹簧试验机在工作时必定要增大承受压力。3、使用寿命长弹簧试验机在这么长时间的检测时间里可能会有比较大的磨损,必然面临着使用寿命及其相对的性价比的问题。高强度作业的机器需要承受更大的打击,所以消费者在使用弹簧试验机的时候可以发现它的使用寿命较长,能够供给多台机器长时间的检测和运作。而弹簧试验机在制造的时候必然会考虑到这一点,在机身和工具上尽可能的增加它的硬度。现在的弹簧试验机生产厂家在设计产品的时候,对于机器质量的检测非常...
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2019 - 12 - 31
我们经常会使用到检测设备包括电子万能和液压万能试验机,那这两种检测设备又有哪些较大的差别呢,弄清楚两者之间的区别,有利于我们更好的了解和使用。从各自的构造上面来看,电子万能试验机主要应用的是伺服电机作为动力源,丝杠、丝母作为执行部件,实现试验机移动横梁的速度控制。在传动控制上展现,目前主要有两种形式,同步带和减速机。在测力上电子万能试验机均采用负荷传感器。液压万能机,从名字上看就知道,是使用高压液压源为动力源的。采用手动阀、伺服阀或比例阀作为控制元件进行控制。普通液压万能试验机只能进行人工手动实现加载,属于开环控制系统,受价格等方面的影响,测力传感器一般采用液压压力传感器。从两者的应用范围来看。液压万能试验机应用更为广泛地是在金属材料方面,非金属材料和零件、部件、构件的拉伸,压缩,弯曲等力学性能等方面的试验。电子万能试验机更为较大范围应用在各种金属、非金属、航空航天等、医药、食品、木材、复合材料、铝材、电线电缆、纸张、薄膜、橡胶、纺织行业进行拉伸性能指标的测试,而且数据显示电子万能试验机适用于只求力值  抗拉强度抗压强度等相关数据的使用者。如果需求取较为复杂参数,微机控制电子万能试验机是可以考虑的更好的选择。液压万能试验机是广泛应用于工、矿企业、建筑建材、质检中心、水利水电、桥梁工程、科研院所、大专院校,其力学试验室的理想的试验设备。手动控制的液压万能试验机,价格便宜,适...

钢一连续纤维复合筋(SFCB)力学性能

日期: 2019-09-11
浏览次数: 212

钢-连续纤维复合筋(SFCB)力学性能

试验方法研究

罗云标1  吴刚1,2  吴智深2,3  王燕华1  王焰4

(1.东南大学木工程学院  南京  210096; 2.东南大学城市工程科学国际研究中心  南京  210096: 3.日本茨城大学工学部 日立县 316-8511; 4.北京特希达技术研发有限公司   北京  00011)

 

摘要:本文介绍了钢-连续纤维复合筋(SFCB)的制作方法,设计了钢-连续纤维复合筋单向拉仲试验装置,完成了SFCB单向拉仲试验,试验表明,其破坏特征理想,试验结果与理论计算值符合较好,证明s这种测试方法能够较好地测定SFCB的力学性能,为进一步系统研究SFCB的力学性能打下了基础。

关键词:钢连续纤维复合筋轴向拉伸破坏模式试验研究

 

Experimental Study on Test Method and Mechanical Properties of Steel-Fiber Composite Bars (SFCB)

LO Yunbia1 WU Gang1,2  Wu Zhishen2,3   Wang Yanhua1  Wang Yan4

(1.Collcge ofCivil Engincering Southeast Universiy, Nanjing 210096, China; 2.Intemaional Isiute for Urban SystemsEngincering, Nanjing 210096, China; 3.Department of Urban & Cil Engincering, Ibaraki University, Hiachi 316-8511,Japan; 4.Beijing Texida technology R & D Co.Lid , Beijing 000 , China)

Abstract: This paper studies the mechanical properties of the steel-fiber composite bar (SFCB) under

axial tension. The fabrication method of SFCB is introduced and a special testing device is designed to carry out

the experiment. The failure mode of specimens is reproduced as the expected resul. The designed test method is

validated by comparisions of measured data from experiments with thcoretical ones.

KeyWords: Stefibere composite bars, Axial tension, Failure mode, , experimental study

钢筋是木建筑结构主要的构造和加强材料,可是,由于容易腐蚀等问题,严重损害了构造物的性能和使用寿命。另外,由于钢筋是种弹塑性材料,其增强的结构屈服后承载力基本不再提高,导致钢筋混凝结构在遭遇强地震作用后,往往变形过,可恢复性能差。吴智深、吴刚1,2提出用连续纤维复合材料包裹普通钢筋的方法,复合出一种具有良好耐腐蚀性的钢-连续纤维复合筋(SFCB)。试验证明,这种新型的复合筋不仅具有良好的耐腐蚀性{1},还具有稳定的屈服后刚度(二次刚度)以及理想的可恢复性,可利州SFCB,开发出损伤可控且可恢复性良好的新型混凝抗震结构。

钢一连续纤维复合筋(SFCB)力学性能


 

但是,日前对钢-连续纤维复合筋的力学性能测试还没有套规范、标准且有效的测试方法,接限制了这种新的增强材料在工程中的推广和应用(图1为某厂家生产的钢-连续纤维复合筋,日前主要利用其耐腐蚀性作为加筋锚杆在边坡支护等岩土工程中应用)。为进一步系统研究钢-连续纤维复合筋(SFCB)的力学性能,本文介绍了SFCB的制作方法,设计了SFCB单向拉伸试验装置,并完成了SFCB的单向拉伸试验。

1试验概况

1.1 试件制备

2为SFCB的制作示意图。表1列出了制作试件州的原材料的基本力学性能参数,其中连续纤维复合材料采用碳纤维布及玄武岩纤维布,钢筋芯.材采用φ 10带肋钢筋。

试件的制作步骤如下:钢筋表面除污一>纤维布刷树脂一>纤维布包裹一>纤维束缠绕一>固化成型。   具体过程如下: 1) 首先砂纸轻轻去除钢筋表面的锈污,然后用纱布蘸丙酮清洗千净  2)如图2所示,将剪裁好的纤维布铺设平整,502粘结剂分五点与钢筋粘结以作临时固定,然后均匀涂刷环氧树脂,随后使用罗拉均勾滚动挤压,保证纤维丝束的树脂浸渍饱满 3) 用长钢条压紧纤维布的另一端,从与钢筋五点粘结的端缓缓转动钢筋并施加与钢筋轴向乘真的张拉力,以实现纤维布对钢筋密实均匀的包裹 4)沿筋材轴向用胶手套挤去多余的树脂,最后用浸渍过环氧树脂的玄武岩纤维束沿与筋材轴向成45°在螺纹筋的肋牙间环向缠绕,便制成本试验的钢一连续纤维复合筋。

钢一连续纤维复合筋(SFCB)力学性能



SFCB尚化成型后,为了能在试验机上进行拉伸试验,还需要在SFCB两端作锚固处理。由于纤维是一种典型的各向异性材料,其横向与纵向强度比较小,仅为1: 20左右。因此传统的夹片式锚固不适用于SFCB,否则将会由于其横向强度过低导致筋材的外包覆层在锚内区过早火效。为了保证锚具系统具有可常的锚固性能,试验时SFCB中钢筋和纤维的强度均能够得到充分的发挥,本试验采州粘结式锚具(如图3所示)对SFCB进行锚固,粘结介质采州北京特希达技术开发有限公司研究配制的多成份混合胶,其强度高,粘结效果好,能满足本试验研究的要求。

钢一连续纤维复合筋(SFCB)力学性能

图3 粘结式锚具


 

以下是试验中需要特别考虑的内容: 1) 由于是筋材单向拉伸试验,筋材的轴线与仪器的中心之间的偏心对试验结果会有较大的影响,故特别设计了附加对中螺母,以保证拉伸力和筋材的轴线在一真线上; 2)为了防止筋材在伸入锚具时在锚具端部易发生应力集中导致过早失效破坏,在该区段采取增加纤维布层数的方法予以加强保护,如图4所示。

最后,制作完成后的SFCB试件见图5、图6。


钢一连续纤维复合筋(SFCB)力学性能

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1.2试验装置

由丁SFCB试件两端的粘结式锚具带有外螺牙,可以很方便地通过螺母、固定钢板及螺栓 MTS电液伺服疲劳试验机相连接(如图7所示)。本试验采用两套试验数据测量及采集系统, 套是MTS试验机自带的测量系统,通过试验机身的传感设备测量并采集试件两加载端之间的荷载和位移。第套试验数据采集系统如图8所示,其中试验过程中的复合筋张拉力通过力传感器测量,筋材的拉伸应变通过用LVDT双侧电子引伸仪(单侧电子引伸仪相比,能够消除筋材弯曲对拉伸应变测量的影响)测量,同时在SFCB试件中部两侧粘贴电阻式应变片与之校核,以上测试仪器均连接到TDS303静态应变测试仪上进行数据采集。

钢一连续纤维复合筋(SFCB)力学性能

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之所以采用两套试验测量系统,是为了测得试件单向拉伸试验的全过程曲线。由于在试验过程中将经历纤维断裂及钢筋断裂,为保护电子引伸计,需在纤维断裂前将其卸下,而纤维断裂时应变片也将火效,这样若仅采用第二套系统无法测得试验的全过程曲线。而若仅采用第套测量系统,在试验初期荷载和位移较小时测得的误差较大。采用两套测量系统,在小变形阶段,以第二套测量系统数据.为主,在大变形以及卸去电子引伸计后,以第套测量系统数据为主。另外,两套测量系统间可以相互校定,从而得到理想的试验全过程曲线。

1.3 试验过程与结果

试验过程中采用位移控制的加载方式。通过螺、钢板及螺栓将SFCB试件安装在MTS试验机后,以0.5mm/min的加载速度进行单轴静力加载。在加载初期,钢筋内芯和纤维外包覆层共同承担荷载,当拉伸应变约为0.002时开始发生屈服现象,表现为SFCB的应力水平随应变增加而提高的幅度减小,但仍持续且稳定地增加,即SFCB表现了较高的屈服后刚度(二次刚度)。此时钢筋内芯已经屈服,不能承担更高的荷载,增加的荷载主要由纤维外包覆层承担。随着荷载的增加,当试件中部的纤维外包覆层断裂失效时到达其承载力峰值,随着纤维断裂,其承载力迅速下降,此时,外荷载由屈服后的钢筋内芯承担, SFCB的承载力基本上不再增加。试件的破坏形式也比较理想,首先是试件中部的钢筋屈服,然后是屈服钢筋附近的纤维断裂,最后是纤维断裂破坏处附近区段内的钢筋被拉断。

试验过程中主要有以下现象:

1)表现出了明显且稳定的次刚度,从钢筋屈服、纤维断裂破坏到钢筋断裂,破坏过程有很明显的阶段性。


钢一连续纤维复合筋(SFCB)力学性能

2)破坏部位比较集中,纤维断裂和钢筋屈服、断裂都发生在一个相对集中的区段,而其他区段基本_上没有发生的纤维破坏以及纤维钢筋内芯刺离等现象,如图9所示。

钢一连续纤维复合筋(SFCB)力学性能

3)如图10所示,锚固孔口处的锚固胶没有明显变形和裂纹,锚固胶与筋材接触面没有胶体脱开及滑移现象,说明锚固效果理想。


2、 SFCB应力-应变关系曲线的计算

基于钢筋和纤维复合材料的应力-应变关系,根据材料的复合法则,可以求得SFCB的应力-应变关系。如图11所示,钢筋采川双折线弹塑性本构关系模型,纤维复合材料采用线弹性本构关系模型。从开始张拉到钢筋屈服为SFCB的应变区间I,其拉伸应力为σ1弹性模量为E1,以及SFCB的应变为£,其表达式如式(1),(2)所示。

钢一连续纤维复合筋(SFCB)力学性能

式中,

Es、As、£y分别为钢筋的弹性模量、横截面面积、屈服应变;

EpAF分别为连续纤维外包覆层的弹性模址、横截面面积:

  A为SFCB横截面总面积,A=As+AF 


钢一连续纤维复合筋(SFCB)力学性能



式中,fy εy分别为钢筋的屈服应力、屈服应变;εF为连续纤维外包覆层的断裂应变。

最后,连续纤维外包覆层断裂到钢筋断裂为SFCB的应变区间III,其拉伸应力为σm,弹性模量率为Em,不考虑钢筋的强化作用,且由于此时连续纤维外包覆层己断裂,故计算SFCB的应力时不计入连续纤维外包覆层的横截面面积,则其表达式如式(5), (6)所示。

钢一连续纤维复合筋(SFCB)力学性能

式中,Exmax为钢筋的断裂应变。

将试验结果与j理论计算结果进行比较,图12为其中一个试件的应力-应变关系,表2为该试件的具体试验结果。

钢一连续纤维复合筋(SFCB)力学性能

钢一连续纤维复合筋(SFCB)力学性能

SFCB的应力-应变关系曲线可以看出,试验结果中的SFCB屈服点和屈服前刚度都与理论计算吻合得较好,说明本文设计的试验方法能较好地测定SFCB的力学性能。但是,对于屈服后的刚度和极限应变,试验值和理论计算值还有一定的误差,其中屈服后刚度的试验值要高于理论计算值,而极限应变值的试验值则低于理论计算值,分析其原闪是由于纤维外包覆层在拉剪同时作用下发生破坏,因此未能达到其材料的拉伸极限应变,至于试验结果的二次刚度值比理论计算高的现象以及是否存在复合效应等拟在进一步的试验及理论研究中继续探讨。

 

3结论

本文针对钢-连续纤维复合筋(SFCB)这种新型增强材料的特点,设计了其单向拉伸试验装置,有效地解决了筋材试验中的对中问题及锚内区应力集中导致筋材失效破坏的问题。完成了系列SFCB单向拉伸试验,试验表明,其破坏特征理想,试验结果与理论计算符合得较好,证明这种测试方法能够较好地测定SFCB的力学性能,为进步系统研究SFCB的力学性能打下了基础。

 

参考文献: :

[1]吴智谍,吴刚,吕志涛.具们稳定二次刚度的钢一连续纤维仪介筋

混凝上抗震结构[P].国家发明专利:20061006

[2]罗云标,吴刚。灵智深,王燕华钢-连续纤维复介筋拉伸力学性能

试验研究[]力学与工程,2007, 213-218


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