一种测量复材管环向弹性模量和泊松比的新型试验方法技术

本发明专利技术公开了一种测量复材管环向弹性模量和泊松比的新型试验方法，称之为弧形试件拉伸试验方法。本方法通过张拉沿复材管环向截取的弧形试件来测取复材管的环向弹性模量和泊松比，其中固定弧形试件端部的两个楔形式自锁夹具分别通过一个专门设计的单向铰与拉伸试验机相连，用以吸纳试验初始阶段弧形试件的平面外弯曲变形。另外，本试验方法对弧形试件的制备、拉伸试验装置、拉伸加载制度、环向弹性模量和泊松比计算方法，以及本试验方法的适用范围等都给出了具体而明确的规定。本发明专利技术操作简单，测量结果准确，适用性广，属于纤维增强复合材料拉伸试验技术领域。

【技术实现步骤摘要】
一种测量复材管环向弹性模量和泊松比的新型试验方法
本专利技术涉及纤维增强复合材料测试
，尤其涉及的是一种测量纤维增强复合材料管环向弹性模量和泊松比的新型试验方法。
技术介绍
纤维增强复合材料因其很高的比强度和优异的耐腐蚀性能，近年来作为一种混凝土约束材料被广泛应用于土木工程领域，其中最典型的应用为：复材管约束混凝土柱。其中，复材管既可以采用湿铺法手工制作，也可以直接采用复材缠绕管。考虑到纤维缠绕技术的生产自动化和良好的质量控制，以及施工的便捷性，在新建的复材约束混凝土柱中，复材缠绕管是最佳的选择。在复材管约束混凝土柱中，纤维的铺陈方向与管轴向的夹角一般接近90度，这就意味着：在轴向压力的作用下，混凝土的横向膨胀能有效地被接近环向布置的纤维所约束，从而构件的强度和延性被有效地提高。复材管约束混凝土柱受压破坏的模态以复材管的纤维沿环向被拉断、混凝土被压碎为基本特征。因此，对于复材管而言，其沿环向的拉伸性能(包括环向极限拉伸应变、环向弹性模量和泊松比)，特别是环向弹性模量对于复材管约束混凝土的受力性能有着决定性的影响。在测量复合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测量复材管环向弹性模量和泊松比的新型试验方法，其特征在于，对弧形试件进行拉伸，所述方法包括步骤：所测试的弧形试件直接沿复材管环向截取，并粘贴应变片；弧形试件的两端分别夹紧在楔形式自锁夹具上；楔形式自锁夹具通过单向铰与拉伸试验机相连，以实现拉伸过程中弧形试件绕单向铰钢轴的自由转动；试验共包括两个阶段；试验的第一阶段：在拉伸作用下，弧形试件的平面外弯曲逐渐被吸纳，直至弧形试件被拉直；试验的第二阶段：从弧形试件被拉直到弧形试件被拉伸到规定应变或最终破坏后，即完成整个试验；根据试验的第二阶段中线性范围所测得的拉力数据、应变数据计算获得复材管的环向弹性模量和/或泊松比。/n

【技术特征摘要】
1.一种测量复材管环向弹性模量和泊松比的新型试验方法，其特征在于，对弧形试件进行拉伸，所述方法包括步骤：所测试的弧形试件直接沿复材管环向截取，并粘贴应变片；弧形试件的两端分别夹紧在楔形式自锁夹具上；楔形式自锁夹具通过单向铰与拉伸试验机相连，以实现拉伸过程中弧形试件绕单向铰钢轴的自由转动；试验共包括两个阶段；试验的第一阶段：在拉伸作用下，弧形试件的平面外弯曲逐渐被吸纳，直至弧形试件被拉直；试验的第二阶段：从弧形试件被拉直到弧形试件被拉伸到规定应变或最终破坏后，即完成整个试验；根据试验的第二阶段中线性范围所测得的拉力数据、应变数据计算获得复材管的环向弹性模量和/或泊松比。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，弧形试件需取自于一根复材管至少2个高度处的环形试件，每个环上取不少于2个弧形试件且总的弧形试件数目不少于4个。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：弧形试件的宽度不应超过35mm，不宜小于20mm，弧形试件弧长的标距不应小于100mm，不宜大于200mm，弧形试件两端锚固的长度不应小于30mm。


4.根据权利要求1-3任意一项所述的方法，其特征在于，所述粘贴应变片包括：应变片应精准地定位并粘贴于弧形试件的内外两面，在弧形试件的内表面中部两侧沿纵向分别粘贴第1应变片和第2应变片，在外表面中心位置沿纵向粘贴第3应变片；当需要测量泊松比时，除第1应变片、第2应变片以及第3应变片外，需在弧形试件的外表面靠近第3应变片的位置沿横向粘贴第5应变片，在弧形试件内表面对应于第5应变片的位置沿横向粘贴第4应变片，宜采用标距为5mm至20mm的应变片，同时应变片标距应不小于弧形试件纤维分布结构最小重复尺寸的3倍。


5.根据权利要求1-3任意一项所述的方法，其特征在于，单向铰为钢加工构件，一端为实心圆柱，与拉伸试验机固接；另一端为空心圆柱，楔形式自锁夹具的端杆插入空心圆柱内，并通过一根插入式的钢轴将楔形式自锁夹具与单向铰连接；单向铰的空心圆柱在垂直于钢轴的平面的两侧各有一个缺口，在这个平面内楔形式自锁夹具可绕钢轴自由转动，从而在拉伸过程中弧形试件可被顺利地拉直。


6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，第一阶段和第二阶段的总时间应不小于30分钟，试验的加载方式为位移控制，试验的第一阶段和第二阶段采用不同的加载速度：第一阶段，首先根据最初始时刻两个单向铰钢轴位置之间弧形试件的弧长和两个单向铰钢轴直线距离的差值来确定该阶段加载头需移动的距离，然后在该阶段加载时间不应小于5分钟的限制条件下，计算该阶段的加载速度；试验进入第二阶段后，加载速度则应减至0.1～0.2mm/分钟。


7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，试验的第一阶段和第二阶段中，所有的拉力数据和应变数据均应利用数据采集仪连续记录。


8.根据权利要求4所述的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：滕锦光，谢攀，汪子豪，刘开诚，
申请(专利权)人：香港理工大学深圳研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44