文档介绍：拉伸和压缩实验拉伸和压缩试验是建筑材料力学性能试验中最基本和最普通的实验, 它对于评定材料的基本力学性能关系最密切。对于大多数建筑材料是使用其拉伸强度还是压缩强度, 基本上取决于材料的工作条件,而工作条件又取决于材料本身的结构性能,即: 根据材料的性能, 决定材料的工作条件——受拉或受压等。或根据受力特点——受拉或受压,选择结构材料。例如:金属材料具有较高的抗拉强度,同时也具有较高的抗压强度, 而用做受拉力作用的材料则更为有效, 而用作受压杆(若为细长杆) 容易失稳, 为此, 需增加杆件的截面积, 而材料的强度值未能充分得以利用。因此,按材料的性能进行设计时, 钢结构中的杆件应尽可能设计为受拉杆件。又如:大多数无机非金属材料如:混凝土、砖、砂浆等, 都具有较大的脆性, 其抗拉强度与抗压强度相比很低, 因此常用于抵抗压力的作用, 因此其抗压试验的作用和意义与拉伸试验相比就显得很重要。而这类材料用于承受拉力荷载显然是不适合的, 当然象砖砌件这类结构其破坏又是由于砖的折(拉) 断而开始的。总之,材料受拉力和压力的作用,是材料受力的两个最基本形式, 此外材料还可能受到弯、剪、扭等力的作用, 材料抗拉强度与抗压强度之间有一定关系(材料不一样关系不一样) ,抗压强度与抗弯、抗剪和抗扭之间也有一定的关系, 这些关系难有准确的表达式, 而拉、压强度是材料使用得最为广泛的两个强度值。(建筑结构中,柱墙主要承受压力,梁、板主要承受弯曲应力,屋架中的拉杆承受拉力) 第一节拉伸实验一、对试件的要求(对试件总的要求是,对试验结果影响大的应消除) 1 、试件形式,有园柱形,如钢,平板形,如钢板等, 8 字形, 如砂浆等, 受拉截面一般为园形、正方形或长方形。为了使断裂面发生在试件中长度的中部试件总是制成在长度中间的横截面小于两端的横截面, 在这个断面上的应力不受夹具装置的影响。 2、试件的端部形状, 应适合于试验材料本身的性能和试验机夹具装置。可做成平滑的、阶梯形、螺纹形或锥形等。端部的直径或宽度与中间偏袄截面直径或宽度之比与材料性能有关,如钢材为 :1 , 材料 — :1, 对脆性材料端部的制作特别重要, 由于受夹具作用应力的影响, 避免在端部破坏, 应做得大一些。截面变化处应做成园角,以减小应力集中产生的影响,如“8”字形砂浆试件(但此试件非采用夹持方式)。 3 、试件的对称轴,试件在整个长度应对称于纵轴,以防止加荷时因偏心而受到弯曲作用(这对脆性材料影响尤其严重), 下图为平板式试件制备中常见的几种弊病: 4 、试件中间缩小截面的长度和面积,取决于试验材料的类型和测量变形的仪器。对金属材料, 中间缩小截面的长度应是以使得试件正常破坏, 也就是试件的延伸率或颈缩现象不应受端部夹具的约束。对于脆性材料因延伸率很小, 缩小截面的长度可以很短。如钢筋试件 dL 0 05?或dL 0 010 ?, 而砂浆“8”字试件则很短。试件应尽可能采用标准试件, 如钢材拉伸试验, 木材顺反抗拉强度试验, 砂浆、石膏抗拉强度试验, 石油沥青油毡抗拉强度试验等。若无标准试件也也采用非标拉力试件, 如砼可采用下图所示的形状, 试件形状为正方形或圆形, 试件的抗拉强度与受力面积有关, 其关系为面积越大, 缺陷等因素的影响大, 因此测试强度值较低。面积m c 2 50 100 200 400 1000 强度比值 试验这类材料, 要得到可能的数据, 关键是严格对中, 避免发生弯曲和扭转。目前砼抗拉强度的测定均采用劈裂法, 这种方法可用普通的立方体或圆柱体试件(在砼抗拉试验中介绍)。二、夹具装置 1 、对夹具装置的基本要求夹具应能有效地将所加荷载传递到试件上, 传递荷载的作用力与试件的中心线在同一直线上。即在整个试验过程中, 夹具的作用中心与实践的中心线始终在一直线上, 而不会产生扭转或弯曲的作用, 否则将影响韧性材料如金属的比例极限、屈服总等值, 影响脆性材料的抗拉强度。 2 、夹具最普通的握紧装置就是契形夹具, 为防止滑动契形夹具表面带有小齿形条纹, 这类夹具适合于做韧性材料的拉力试验, 如金属木材等, 但不适用于脆性材料, 因为契形压碎作用引起夹具处材料的破坏。契形夹具主要分为表面为平的和工字形凹槽两种, 前者主要用于扁平试件, 后者主要用于圆柱形试件。两片夹具夹紧试件时, 为使试件中心线与试验机压头中心线相一致, 必须使夹具正确地位于试验机压头中心,下图为夹具安放的正确与否: 对于其他形状的试件,如做圆柱形或方形砼拉力试验时必须设计适合的夹具装置,如: (在图 a,b 中采用了球座) 为了使试验的中心线与夹具的中心线