鋼筋室溫拉伸試驗(yàn)結(jié)果影響因素研究

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1、鋼筋室溫拉伸試驗(yàn)結(jié)果影響因素研究　　摘要：簡(jiǎn)要總結(jié)了鋼筋室溫拉伸試驗(yàn)結(jié)果的影響因素，分析了不同影響因素尤其是拉伸速率對(duì)最終檢測(cè)結(jié)果的影響，最終給出獲取準(zhǔn)確檢測(cè)結(jié)果的若干建議。關(guān)鍵詞：鋼筋；拉伸試驗(yàn)；檢測(cè)結(jié)果；拉伸速率中圖分類號(hào)：TU392.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：室溫拉伸試驗(yàn)則是獲得受檢鋼筋力學(xué)性能指標(biāo)最簡(jiǎn)便常用的方法。然而，鋼筋的力學(xué)性能雖然以鋼筋材料本身的性能為內(nèi)因，但也明顯受到鋼筋所處的環(huán)境溫度、應(yīng)力狀態(tài)、拉伸速度及加荷方式等外因的影響。1室溫拉伸試驗(yàn)結(jié)果影響因素1.1溫度有關(guān)資料表明[1,2]，溫度對(duì)鋼材性能的影響作用較大。一般認(rèn)為：溫度過(guò)低，鋼材會(huì)發(fā)生冷脆現(xiàn)象；隨著溫

2、度的升高,鋼材一般表現(xiàn)為強(qiáng)度降低,塑性和韌性升高，甚至在達(dá)到特定高溫情況下，即使所受的應(yīng)力小于在該溫度下的屈服點(diǎn),也會(huì)發(fā)生緩慢的連續(xù)的塑性變形。1.2試驗(yàn)設(shè)備試驗(yàn)設(shè)備的正常穩(wěn)定是準(zhǔn)確定量的前提和基礎(chǔ)。試驗(yàn)設(shè)備的靈敏度及性能好壞，都會(huì)對(duì)檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生影響。1.3夾具及試樣的夾持方法6對(duì)一些比較陳舊的試驗(yàn)機(jī)，夾具的影響不可忽視，主要表現(xiàn)為試樣夾持部分打滑并導(dǎo)致較大幅度的指針回?cái)[，出現(xiàn)虛假屈服，對(duì)屈服力的判定產(chǎn)生影響。在拉伸試驗(yàn)過(guò)程中時(shí)，若夾持的試樣未受軸向拉力的作用或產(chǎn)生彎曲現(xiàn)象，對(duì)檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性必然產(chǎn)生不利影響。1.4拉伸試驗(yàn)速率已有實(shí)驗(yàn)表明[3]，不同的拉伸速率對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響較

3、大，但由于不同材料對(duì)速度的敏感程度不同，拉伸速率對(duì)不同材料的影響大小也不一樣；對(duì)強(qiáng)度低、塑性好的材料影響要大；而且拉伸速率對(duì)屈服強(qiáng)度的影響較大，抗拉強(qiáng)度次之，這是由于屈服點(diǎn)為彈性變形向塑性變形轉(zhuǎn)變的點(diǎn)，而塑性變形需要一定的時(shí)間完成，金屬晶粒里存在許多位錯(cuò)，金屬塑性變形是位錯(cuò)增殖和運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，而位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)要克服所受的阻力需要一定的時(shí)間，因而不同的金屬材料其塑性變形完成時(shí)間不一樣。其總體規(guī)律為：隨拉伸速率增加，屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度呈增大趨勢(shì)。拉伸速率對(duì)斷后伸長(zhǎng)率的影響：日本在修訂金屬材料拉伸試驗(yàn)方法時(shí)對(duì)不銹鋼材料曾做了大量的試驗(yàn)，有關(guān)研究資料表明：隨著拉伸速率的增加，斷后伸長(zhǎng)率降低，但不

4、同牌號(hào)的材料下降趨勢(shì)不一樣。下面給出拉伸速率對(duì)不同材料屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度及斷后伸長(zhǎng)率的影響示意圖（圖1）[4]。6圖1拉伸速率對(duì)不同材料屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度及斷后伸長(zhǎng)率的影響1.5試驗(yàn)人員試驗(yàn)人員作為拉伸試驗(yàn)的具體實(shí)施者，操作過(guò)程中的粗心大意或不按操作規(guī)程辦事而造成記錄錯(cuò)誤，以及儀器測(cè)量參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤等等，都會(huì)對(duì)計(jì)量或測(cè)定結(jié)果帶來(lái)嚴(yán)重影響。比如在斷后伸長(zhǎng)率的檢測(cè)過(guò)程中，由于對(duì)標(biāo)準(zhǔn)理解的錯(cuò)誤，有可能在原始標(biāo)距的標(biāo)定方面出現(xiàn)錯(cuò)誤，導(dǎo)致最終的檢測(cè)結(jié)果大幅偏離真值。2分析及討論2.1溫度如前所述，不同溫度狀態(tài)下鋼材的性能差異明顯。由此，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《金屬材料拉伸試驗(yàn)第一部分：室溫試驗(yàn)方法》GB/

5、T228.1-2010給出了標(biāo)準(zhǔn)溫度條件：試驗(yàn)一般在室溫10℃~35℃范圍內(nèi)進(jìn)行；對(duì)溫度要求嚴(yán)格的試驗(yàn)，試驗(yàn)溫度應(yīng)為23℃±5℃[5]。2.2試驗(yàn)設(shè)備國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《金屬材料拉伸試驗(yàn)第1部分：室溫試驗(yàn)方法》GB/T228.1-2010中規(guī)定，試驗(yàn)機(jī)的測(cè)力系統(tǒng)應(yīng)按照GB/T16852.1進(jìn)行校準(zhǔn)，并且其準(zhǔn)確度應(yīng)為1級(jí)或優(yōu)于1級(jí)。在新標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施的前提下，推薦各生產(chǎn)企業(yè)及檢測(cè)機(jī)構(gòu)優(yōu)先使用微機(jī)控制試驗(yàn)機(jī)。62.3夾具及試樣的夾持方法應(yīng)使用例如楔形夾頭、螺紋夾頭、平推夾頭、套環(huán)夾具等合適的夾具夾持試樣。為消除試驗(yàn)過(guò)程中可能出現(xiàn)的打滑現(xiàn)象，應(yīng)盡可能使用V型鉗口，必要時(shí)更換新的鉗口。在試樣夾持時(shí)應(yīng)盡最

6、大努力確保夾持的試樣受軸向拉力的作用，盡量減小彎曲。為了得到直的試樣和確保試樣與夾頭對(duì)中，可以施加不超過(guò)規(guī)定強(qiáng)度或預(yù)期屈服強(qiáng)度的5%相應(yīng)的預(yù)拉力。2.4拉伸試驗(yàn)速率在拉伸試驗(yàn)速率的控制方面，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《金屬材料拉伸試驗(yàn)第1部分：室溫試驗(yàn)方法》GB/T228.1-2010中對(duì)試驗(yàn)速率的控制有兩種方法，即10.3應(yīng)變速率控制的試驗(yàn)速率（方法A）和10.4應(yīng)力速率控制的試驗(yàn)速率（方法B）。使用方法A時(shí)規(guī)范推薦應(yīng)變速率控制范圍為：彈性階段至屈服階段采用0.00025s-1的應(yīng)變速率，屈服強(qiáng)度測(cè)定后抗拉強(qiáng)度階段直至拉斷，采用0.0067s-1的應(yīng)變速率。方法B的控制過(guò)程如下：測(cè)定下屈服強(qiáng)度R

7、el時(shí)的彈性階段應(yīng)力速率范圍為6~60MPa/s，屈服階段采用0.00025s-1~0.0025s-1的應(yīng)變速率，測(cè)定屈服強(qiáng)度或塑性延伸強(qiáng)度后，試驗(yàn)速率可以增加到不大于0.008s-1的應(yīng)變速率（或等效的橫梁分離速率）。6可以看到，試驗(yàn)速率標(biāo)準(zhǔn)化的確定，使得同一種鋼筋的拉伸試驗(yàn)結(jié)果具有了很強(qiáng)的參考性和可比性。2.5試驗(yàn)人員在實(shí)際試驗(yàn)過(guò)程中，當(dāng)環(huán)境溫度、試驗(yàn)設(shè)備、夾具及夾持方法確定之后，試驗(yàn)人員在試驗(yàn)中必須按照標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法精心操作，試驗(yàn)后認(rèn)真分析，這樣才能有效提高試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確度。