wdw-100微机控制电子式万能试验机
微型控制电子万能试验机操作和维护保养规程
操作和维护保养规程4.1 设备主要包括拉力机控制盒、测试治具、电源开关、电源线接口、限位块等组成部分,具体如下图所示:4.2软件主界面介绍如下图:说明:操作和维护保养规程1、显示测试过程中力的数值变化;2、显示测试过程中位置的数值变化;3、测试过程中使用的时间显示;4、测试过程速度的显示;5、设备测试前进行力清零按键;6、测试过程中停止按键;7、测试开始运行试验按键;8、测试开始前位移清零按键;五、试验硬件操作要求步骤一:在确认设备的电源连线和信号连线连接无误后,即可按照如下顺序开机:试验机→计算机,开机后再点击计算机上位机软件图标,进入软件后点击“联机”,联机后右上角会显示试验机当前状态,如下图所示:操作和维护保养规程★注意:试验机和计算机的开机顺序会影响计算机的通讯初始化设置,所以务必请用户严格按照上述开机顺序进行。
★注意:每次开机后要预热5 分钟,待系统稳定后,才可进行试验工作。
步骤二:安装夹具,若夹具已安装到试验机上,则对夹具进行检查,并根据试样的长度及夹具的间距设置好限位装置,如下图所示:★注意:尤其在用小力值传感器做试验时,一定要调整好可调挡圈的位置,以免操作失误而损坏小力值传感器。
步骤三:夹持试样,先将试样夹在接近力传感器一端的夹头上,按5号键力清零消除试样自重后再夹持试样的另一端,注意手动检查样品是否夹紧。
步骤四:点击软件主界面上的编辑方案,根据样品需求编辑合适的试验方案(一般都装机时已配置好试验方案),如下图所示。
操作和维护保养规程步骤五:完成方案设置后,点击8号按键后,再点击5号按键运行命令按钮,设备将按照软件设定的试验方案进行试验,若在试验过程中有异常时需及时按下设备的下横梁的右端设有一个红色的急停开关,每个样品试验完后屏幕右端将显示试验结果,如需测试多个样品需在主界面点击添加试样,若试验样品不合格也可以删除试样,如下图所示:步骤六:试验完成后生成报告,设置报告的内容后进行保存,进行关机,关机顺序:试验机→计算机。
不同路径对电子束熔丝沉积304_不锈钢组织与性能的影响
第16卷第1期精密成形工程2024年1月JOURNAL OF NETSHAPE FORMING ENGINEERING121不同路径对电子束熔丝沉积304不锈钢组织与性能的影响黄星光1,2,孙宝福1*,陈家琪1(1.桂林理工大学广西高校先进制造与自动化技术重点实验室,广西桂林 541006;2.桂林狮达技术股份有限公司,广西桂林 541004)摘要:目的采用电子束熔丝沉积方法进行打印,以获取具有高抗拉强度与高伸长率的304不锈钢。
方法以304不锈钢丝材为材料,当加速电压为60 kV、聚焦电流为430 mA、束流强度为22 mA、成形速度为250 mm/min、送丝速度为1 400 mm/min时,在成形路径为“弓字形”和“交替弓字形”条件下打印不锈钢样品,在样品x、y、z 3个方向上截取试样,采用金相、扫描电镜、透射电镜及拉伸试验等分析手段,对试样的微观组织和力学性能进行研究。
结果在“弓字形”成形路径下,产品x方向试样的显微组织主要以等轴晶为主,而y方向试样的显微组织以相互平行的柱状晶为主;在“交替弓字形”成形路径下,产品微观组织主要是相互垂直的柱状晶,在z方向试样中出现了位错胞结构。
在“交替弓字形”成形路径下,z方向试样具有最优的综合力学性能,其致密度为98.60%,抗拉强度为(1 344±14)MPa,屈服强度为(701±7)MPa,断后伸长率为(25±0.4)%。
结论在EBF打印304不锈钢样品中,选用“交替弓字形”成形路径能使不锈钢具有更高的致密度,可以提升抗拉强度和屈服强度。
关键词:电子束熔丝沉积;304不锈钢;成形路径;力学性能;显微组织;伸长率DOI:10.3969/j.issn.1674-6457.2024.01.014中图分类号:TG456.3 文献标志码:A 文章编号:1674-6457(2024)01-0121-08Effect of Different Paths on Microstructure and Properties of ElectronBeam Fusion Deposition 304 Stainless SteelHUANG Xingguang1,2, SUN Baofu1*, CHEN Jiaqi1(1. Guangxi Key Laboratory of Advanced Manufacturing and Automation Technology, Guilin University of Technology,Guangxi Guilin 541006, China; 2. Guilin Shida Technology Co., Ltd., Guangxi Guilin 541004, China)ABSTRACT: The work aims to print through the electron beam fusion deposition method to obtain 304 stainless steel with high tensile strength and elongation. With 304 stainless steel wire as the material, the stainless steel samples were printed under the conditions of “crossbow” and “alternate crossbow” forming paths, respectively when the accelerating voltage was 60 kV, the focusing current was 430 mA, the beam intensity was 22 mA, the forming speed was 250 mm/min, and the wire feeding speed收稿日期:2023-08-07Received:2023-08-07基金项目:广西创新驱动发展专项资金项目(AA18242046)Fund:Guangxi Innovation Driven Development Special Fund Project (AA18242046)引文格式:黄星光, 孙宝福, 陈家琪. 不同路径对电子束熔丝沉积304不锈钢组织与性能的影响[J]. 精密成形工程, 2024, 16(1): 121-128.HUANG Xingguang, SUN Baofu, CHEN Jiaqi. Effect of Different Paths on Microstructure and Properties of Electron Beam Fu-sion Deposition 304 Stainless Steel[J]. Journal of Netshape Forming Engineering, 2024, 16(1): 121-128.*通信作者(Corresponding author)122精密成形工程 2024年1月was 1 400 mm/min. Samples were taken in the x, y, and z directions of the samples, and analysis methods such as metallography, scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, and tensile testing were used to study the microstructure and mechanical properties of the samples. The microstructure of the x-direction sample in the “crossbow” forming path was mainly composed of equiaxed grains, while the microstructure of the y-direction sample was mainly composed of parallel columnar grains; The microstructure of the “alternate crossbow” forming path product was mainly composed of mutually perpendicular columnar crystals, with dislocation cell structures appearing in the z-direction sample. The z-direction specimen of the “alternate crossbow” forming path product had the best comprehensive mechanical properties, with a density of 98.60%, a tensile strength of (1 344±14) MPa, a yield strength of (701±7) MPa, and an elongation after fracture of (25±0.4)%. In EBF printing of 304 stainless steel samples, the “alternate crossbow” forming path can make the stainless steel have higher density. It can improve tensile strength and yield strength.KEY WORDS: EBF; 304 stainless steel; forming path; mechanical properties; microstructure; elongation电子束熔丝沉积技术(EBF)具有能直接成形复杂零件、缩短加工时间、材料利用率高等优势。
WDW-100E微机控制电子式万能试验机
技术方案书WDW-100E微机控制电子式万能试验机济南时代试金仪器有限公司一、制造标准:产品满足GB/T16491-1996《电子万能试验机》标准,满足国家标准GB/T228-2002《金属材料室温拉伸试验方法》、GB/T7314-2005《金属材料室温压缩试验方法》,GB/T232-1999《金属材料弯曲试验方法》的要求,符合GB、ISO多种标准的数据处理。
二、外观照片:(请参考样本,以实物为准)三、产品描述:1、主机:产品采用双空间门式结构,上空间拉伸,下空间压缩、弯曲。
主机部分由两根导向立柱、上横梁、中横梁、工作台组成落地式框架,调速系统安装在工作台下部。
具有调速精度高、范围宽、性能稳定的日本松下交流伺服电机通过同步齿形带减速系统带动滚珠丝杠副旋转,滚珠丝杠副驱动中横梁,带动拉伸辅具(或压缩、弯曲等辅具)上下移动,实现试样的加荷与卸载。
该结构保证机架有足够的刚度,同时实现高效、平稳传动。
2、附具:标准配置:楔型拉伸附具、压缩附具、弯曲附具各一套。
3、电气系统:(1)采用日本松下公司交流伺服驱动器和交流伺服电机,性能稳定、可靠,具有过流、过压、超速、过载等保护装置。
调速比可达1:100000。
(2)具有过载、过流、过压、位移上下限位和紧急停止等保护功能。
(3)电气控制线路参照国际标准,符合国家试验机电气标准,抗干扰能力强,保证了控制器的稳定性,实验数据准确性。
4、软件主要功能特点描述:5. 软件主要功能特点描述该测控软件用于微机控制电子万能试验机进行各种金属及非金属(如,人造板等)的试验,按照相应标准完成实时测量与显示、实时控制及数据处理、结果输出等各种功能。
(1)分权限管理,不同级别的操作者有不同的操作权限,可操作的菜单等内容也不同,既使普通操作者操作简单、方便、快捷,又有效的保护了系统;(2)实时测量与显示试验力及峰值、位移、变形等各信号;实现了Win2000、WinXP等NT模式平台下的实时采集与控制;并实现了精确定时,高速采样;(3)实现了负荷-变形,负荷-位移等多种试验曲线的实时屏幕显示,可随时切换观察,曲线的放大与缩小非常方便;(4)具备试验参数的计算机存储、设定、加载等功能,调零、标定等操作都从软件上进行,各参数可方便的进行存储和调入,从而使一台主机带多个传感器时可以方便的切换,而且没有数目限制;(5)支持多种控制方式,包括开环等速位移及等速力、等速应力等多种闭环控制方式;并在高级操作者调试闭环参数过程中给出标准参考曲线,从而使用户实际观察到各参数对闭环效果产生的影响。
电子万能试验机使用说明书
商品名称:恒瑞金微机控制电子万能试验机商品型号:WDW-2,WDW-5,WDW-10,WDW-20商品所在地:山东济南一.产品型号: WDW-2/5/10/20二.产品名称: 微机控制电子万能试验机本公司生产的微机控制电子万能试验机,主要用于各种大延伸率的非金属材料进行拉伸性能指标的测试。
精密的自动控制和数据采集系统,实现了数据采集和控制过程的全数字化调整。
在试验中,检测材料的最大承载拉力、压力、抗拉强度、抗压强度、伸长变形、延伸率等技术指标。
以上检测参数在试验结束后,由计算机根据试验开始时设置的试验参数条件自动计算,同时显示相应的试验结果,各检测参数在试验结束后既可查询显示,也可连接打印机进行打印输出。
增加附具可完成其他材料的拉伸、压缩、弯曲等试验检测。
试验机设计、制造、检验依据下列标准相关条款1)GB/T2611-2007《试验机通用技术要求》2)GB/T16491-2008《电子万能材料试验机》3)JJF1103-2003《万能试验机计算机数据采集系统评定》4)JJG139-1999《拉力、压力和万能试验机的检定规程》5)GB/T 1040.1—2006《塑料拉伸性能测定第1部分:试验方法总则》6)GB/T528-1998硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能测定7)GB18173.1-2006高分子防水材料8)HG/T2579-2008普通液压系统用O型橡胶密封圈材料9)GB/T 14484-2008 塑料承载强度的测定10)GB/T18242-2008弹性体改型沥青防水卷材11)GB/T328.1~27-2007《建筑防水卷材试验方法》12)GB/T 9341-2000 塑料弯曲性能试验方法13)GB/T 11997-2008 塑料多用途试样优点如下:1、带有遥控盒,可实现横梁的快/慢升降调整,操作灵活、随意切换2、具有试验结束后返回初始位置的功能,智能、高效、快捷。
3、具有任意工作位置的限位保护功能及过载、过流保护功能,可靠、安全。
wdw-100电子万能试验机
WDW-100电子万能试验机一、简介:WDW-100 电子万能试验机主要用于各种金属、非金属及复合材料的拉伸、压缩、弯曲、剪切、剥离、撕裂等力学性能指标的测试。
系统采用微机闭环控制,具有宽广准确的加载速度和测力范围,对载荷、位移的测量和控制有较高的精度和灵敏度。
该设备适用于金属、胶粘剂、管材、型材、航空航天、石油化工、防水卷材、电线电缆、纺织、纤维、橡胶、陶瓷、食品、医药包装、土工布、薄膜、木材、纸张等制造业以及各级产品质量监督部门,同时还适用于大中专院校进行教学演示工作。
WDW-100 电子万能试验机主机的设计具有外形美观、操作方便、性能稳定可靠的特点,无污染、噪音低、效率高。
辅具的设计与主机相匹配,结构为楔型平动式、手动旋转夹紧,试样不受附加力。
夹持方便、可靠、不滑移。
WDW-100 电子万能试验机采用调速精度高、性能稳定的日本松下公司数字式交流伺服调速系统与电机作为驱动系统;特别设计的同步齿型带减速系统和滚珠丝杠副带动试验机的移动横梁运动;以Windows为操作平台的基于数据库技术的控制与数据处理软件采用了虚拟仪器技术代替传统的数码管、示波器,实现了试验力、试验力峰值、横梁位移、试样变形及试验曲线的屏幕显示,所有的试验操作均可以在计算机屏幕上以鼠标输入的方式完成,具有良好的人机界面,操作方便;插装在PC机内的双通道全数字程控放大器实现了真正意义上的物理调零、增益调整及试验力测量的自动换档、调零和标定,无任何模拟调节环节,控制电路高度集成化,完全取消了电位器等机械调整器件,结构简单,性能可靠。
上述各项技术的综合应用,保证了该机可以实现试验力、试样变形和横梁位移等参量的闭环控制,可实现恒力、恒位移、恒应变、等速度载荷循环、等速度变形循环等试验。
用户可以使用PC机专家系统自主设置恒应力、恒应变、恒位移等控制模式,各种控制模式之间可以平滑切换。
程控模式满足国家标准GB/T228-2002《金属材料室温拉伸试验方法》、GB/T7314-1987《金属压缩试验方法》的要求,实现了符合GB、ISO、JIS、ASTM、DIN等多种标准的数据处理,特别是具有良好的扩展性,处理结果可以ASCII码的形式进行磁盘存储。
WDW-100型电子万能试验机产品说明书翻译
WDW-100型电子万能试验机产品说明书翻译一、英文部分:WDW-100Electronic Tensile Testing MachineMain Technical Specifications:6. VARIOUS PURPOSE: TENSION COMPRESSION, BENDING PEEL, TEAR, LOW CYLE ANDCREEP TEST FOR METAL, NON-METAL AND IT’S MEMBER, DIFFERENT REPORT TYPE CAN OUTPUT ACCORDING TO USER’S REQUIREMENT.三、WarrantyThe warranty period is one year from the final payment provided in Article 4.3 here in above. Machine parts under warranty are:1. MAIN MACHINE:WORKING TABLE,MIDDLE BEAM,UPPER BEAM,STANDS2. TRANSFERING SYSTEM2.1 SYNCHRO BELT SPEED REDUCING SYSTEM2.2 LOAD SENSOR FOR 100KN2.3 FOLLER LEADING SCREW2.4 ELECTRONIC DRAWING METER3. DRIVING SYSTEM3.1 AC SERVO DRIVER AND MOTOR4. EXPERIMENT DATAS MEASURE AND CONTROLLING SYSTEM4.1 PHOTOELECTRIC CODER4.2 COMPUTER AND PRINTER: ACCORDING TO TH E MANUFACTURER’S SERVICE4.3 SOFTWARE CAN BE UPGRADED WITHOUT CHARGE二、英文翻译:WDW-100型电子万能试验机主要技术规格:试验特征:软件系统:软件包,采用中文Windows XP平台2. 封闭循环控制:高性能调速系统以封闭循环来自动控制测试速度,确保获得此类数据:测试力、梁运动,完全满足GB/T228-2002标准的要求。
WDW-100微机控制电子式万能试验机操作规程
WDW-100微机控制电子式万能试验机操作规程
一、操作步骤
1、开机预检,机器运转是否正常。
2、根据检测要求更换合适夹具。
3、试验前,调整好限位档块。
4、开启主机上电源开关,打开计算机测试软件。
5、设置参数,点击软件启动按钮,启动主机开始试验
6、试验结束,检查设备运转是否正常,退出程序,关闭计算机。
二、注意事项
1、开机前必须检查计算机与主机连接线;
2、设备运行时不得擅自离岗。
三、设备保养
1、先关闭试验机电源,再关闭线路总电源。
2、维护每隔三个月加润滑油一次。
3、保持设备整洁。
WDW100A微控电子万能
济南鑫光试验机制造有限公司WDW-100A型微机控制电子万能试验机技术方案书技术说明一、设备型号: WDW-100A型(含功能附件)数量:1套二、设备名称:微机控制电子万能试验机三、设备图片:四、产品的制造和检验标准1.GB/T16491—1996《电子式万能试验机》;2.GB2611—92《试验机通用技术要求》;3. GB/T6825.1-2002 《静单轴试验机的检验第1 部分:拉力和(或)压力试验机测力系统的检验与校准》。
4、GB/T9370《扭转试验机技术条件》5、GB2611《试验机通用技术要求》6、 GB/T12160-2002《单轴试验用引伸计的规定》五、适用的试验方法标准1.GB/T228-2002《金属材料室温拉伸试验方法》2.GB/T7314-2005《金属材料室温压缩试验方法》3.GB/T14452-1993《金属材料弯曲力学性能试验方法》4.GB/T8653-1988《金属杨氏模量、弦线模量、切线模量和泊松比试验方法》5、GB/T10128《金属室温扭转试验方法》六、应用范围WDW-100A型试验机主要用于金属材料和非金属材料的拉伸、压缩、弯曲扭转、拉 - 扭、压 - 扭等常规性能试验;测量R P、R t、R eH、R eL、R m、E、抗扭强度τ b、上屈服点τsu、下屈服点τsl等扭转性能参数。
如果配备扭转计还可测量切变模量G、规定非比例扭转应力τp、最大非比例切应变γp 等性能参数。
七、设备主要技术指标1、最大试验力: 100kN;2、试验力测量范围:(0.5~100)kN ;3、试验力准确度:优于示值的±0.5%;4、横梁位移测量:分辨力≥0.001 mm;- 2 -济南鑫光试验机制造有限公司6、横梁速度范围: 0.001 mm/min ~500 mm/min ,无级调速、任意设定;7、有效拉伸空间:800mm;8、试验空间宽度:400MM9、传动系统:带轮差级传动,涨紧力≥1Kg,无间隙。
百若(bairoe)-WDW系列(20kN以下)电子万能试验机
品牌bairoe 型号WDW系列(20kN以下) 测量范围0.4%~100%F.S. / 1%~100%F.S. 精度±0.5% / ±1%调速范围0.01%~10%F.S./s 最大负荷20kN拉伸空间±0.5%WDW系列(20kN以下)电子万能试验机设备简述:WDW系列微机控制电子万能试验机主要用于金属、橡胶、塑料、纤维、皮革、编织物、电线、电缆、建筑材料、木材等的拉伸、压缩、弯曲、剪切、剥离、撕裂、摩擦等力学性能试验,是新一代绿色电子技术与精巧机械传动相结合的新型材料试验机。
本系列机型待机功耗低,噪音小,寿命长,对环境无污染。
该试验机结构合理,加载平稳,控制精确。
测控系统采用国内性能领先的高档试验机用AEC-1000控制器,配合国内首创的全能模块式TestLive计算机试验软件,确保整个系统的运行稳定、测量准确、试验可靠。
本系列机型符合《GB/T 16491-2008电子式万能试验机》标准的要求。
功能特点:l 支持多国语言界面切换,内置简体中文和美国英语,语言可扩展。
l 动态显示:负荷、位移、变形及试验曲线实时动态显示在屏幕上。
l 支持单个试样曲线显示,以及多个试样曲线叠加显示。
l 负荷、位移、变形等通道全闭环控制,且相互之间无冲击平滑切换。
l 支持各种金属材料力学性能试验,如金属拉伸试验、压缩试验、弯曲试验、剪切等;l 支持各种非金属材料力学性能试验,如线材拉伸、塑料弯曲、线缆剥离等;l 国内首创开放式试验方法设置,可以由技术人员建立试验项目,试验操作员引用试验项目来做试验,大大降低广大试验操作员的业务水平要求和操作难度;l 国内首创试验控制流程化设计,用户查看试验控制步骤一目了然,指令类型丰富,并支持指令参数动态设置;l 国内首创高效3级运算试验数据处理模型,支持开放式试验数据处理,支持追加自定义试验数据项,支持试验数据运算复核;l 试验数据数值修约符合GB 8170-87(UDC511.1/2)数值修约规则,支持分段修约,支持自定义修约。
花岗岩风化料作为路用材料的分类特征
花岗岩风化料作为路用材料的分类特征摘要:风化花岗岩主要是以粗粒为主,该类土作为路基填料和底基层的骨料时,应根据其不同工程性质来确定土的分类特征。
本文通过对郑石高速公路K6+160~K22+580段花岗岩风化料成因、分布等工程地质性质特性的调查,结合风化料的物理、力学等试验研究,提出适合公路路基填料和半刚性基层(底基层)材料的土性分类名称及分类指标。
关键词:风化花岗岩;级配特征;击实特性;回弹模量自然条件下形成的土,随成因条件和环境的变迁,经历着量变和质变,颗粒由粗变细,其工程性质和特点都在不断变化。
在划分土类时,由于人为界限定出的名称与实际的矛盾,使得在工程应用中存在诸多问题。
因此,只能是综合土的分析各种特性,抽象出共性予以区分,并根据工程需要进行分类。
目前常用的工程分类法有两种,一是研究地基承载力,以塑性指数为分类指标;二是研究路基稳定性,认为颗粒组成,特别是细粒(粉粒)含量的多少,对水稳性影响巨大,因此以颗粒组成作为分类标准。
本文将花岗岩风化料作为研究对象,主要从级配特征、击实特性、抗剪强度和回弹模量等试验指标来确定其工程特性,为工程施工提供试验数据和参考。
1 级配特征现场采集的原状风化花岗岩颗粒较粗且不均匀,为分析原状土颗粒分布特征,依据《公路工程土工试验规程》(JTG E40-2007)进行了室内颗粒分析试验-筛分析。
试验表明:原状土以砂、砾粒为主,细粒土(小于0.074mm)的含量介于0.83%~0.01%,巨粒土(大于60mm)的含量小于10%,粗粒土(0.074~60mm)的含量超过90%。
在整体结构中,砾粒含量为60%~70%,砂粒含量为20%~30%,不均匀系数为5.5~9,曲率系数0.88 ~0.912,因此原状风化花岗岩料可定义为级配不良。
原状土的筛分试验曲线如图1所示。
图1 原状土筛分试验曲线2 击实特性根据击实试验的重型标准,得到原状土击实试验数据。
表1击实试验统计数据表试验点湿密度(g/cm3)湿密度(g/cm3)干密度(g/cm3)干密度(g/cm3)平均含水量(%)平均含水量(%)分组第一组第二组第一组第二组第一组第二组1 2.04 2.14 1.95 2.04 0.047 0.0512 2.27 2.29 2.11 2.13 0.077 0.0763 2.27 2.31 2.08 2.1 0.091 0.1024 2.26 2.24 2.03 2.02 0.111 0.1115 2.24 2.29 2.01 2.04 0.118 0.1216 2.24 2.23 1.96 2 0.143 0.114从两组击实试验结果可以得出:第一组最优含水量:7.4%,最大干密度:2.12g/cm3;第二组最优含水量:7.6%,最大干密度:2.14g/cm3;平均最优含水量:7.5%,平均最大干密度:2.13g/cm3。
钢材的力学性能试验作业指导书
钢材的力学性能试验作业指导书1、钢材标准、试验方法标准、检验项目及取样:1.1钢材应有出厂质量证明书或检验报告单,每批(捆)钢材均应有标牌,进厂时应按同一牌号、同一炉罐(批)号、同一规格、同一交货状态分批进行验收,验收内容包括查对标牌和外观检查,并按有关标准的规定抽取试样做力学性能试验,合格后方可使用。
1.2检验规则1.2.1钢板的检查、验收、复检与判定:应按GB/T247《钢板和钢带检验、包装、标志及质量证明书的一般规定》执行,每批钢板应是同一牌号、同一炉罐、同一规格、同一交货状态。
1.2.2从每批钢板中选取一张进行力学性能试验,取样应按GB/T2975《钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备》执行,先取3个试样进行抗拉强度、弯曲和伸长率的试验,结果如有一项不合格,再从末检验过的钢板中抽取一张进行复检,如仍有一项不合格,则该批即判定为不合格。
如试验合格再抽取一张进行复检合格则该批判定为合格。
1.2.3型钢的检验则应按GB2102《型钢验收、包装、标志及质量证明书的一般规定》执行,型钢按GB/T2975标准取样,从每根型钢中取3个试样进行抗拉强度、弯曲和伸长率的试验,当有一项试验结果不符合规定时,应另取双倍数量的试样重做各项试验,当仍有一个试样不合格时,则该批型钢为不合格。
双倍数量的试样重做各项试验均合格则该批判定为合格。
2、钢材力学性能试验方法:2.1收样:2.1.1样品挂牌编号,送检单编号。
2.1.2测量样品尺寸。
2.1.3技术标准:必须符合GB/T228《金属材料室温拉伸试验方法》与GB/T232《金属弯曲试验方法》。
2.2拉伸试验:试验目的:试验测定钢材的屈服强度、抗拉强度、伸长率等,是为了评定钢材质量。
2.3仪器设备:2.3.1 WDW-100微机控制电子万能试验机,示值误差在±1%,达到试验机检定的1级精度;有加载调速装置;有数据记录或显示装置;由计量部门定期进行检定。
2.3.2标点划分器、游标卡尺2.4试验步骤:钢材拉伸与弯曲试验框图2.5性能的测定:2.5.1屈服强度的测定:对有显著屈服现象的钢材应测定其屈服强度。
地聚物骨料粒径对HS-ECC力学性能的影响
第42卷第10期2023年10月硅㊀酸㊀盐㊀通㊀报BULLETIN OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY Vol.42㊀No.10October,2023地聚物骨料粒径对HS-ECC 力学性能的影响张㊀晋1,贺曦文1,郑㊀怡1,张耀庭2(1.湖北工业大学土木建筑与环境学院,武汉㊀430068;2.华中科技大学土木与水利工程学院,武汉㊀430074)摘要:高强度工程水泥基复合材料(HS-ECC)中的精细硅砂骨料粒径通常小于0.30mm,价格昂贵且不利于减少HS-ECC 收缩,同时精细硅砂的开采和加工会对环境产生一定的负面影响㊂本文利用粒径在0.30~<4.75mm 的地聚物骨料(GPA)作为精细硅砂的替代骨料制备HS-ECC,GPA 的粒径被划分为三组,分别为0.30~<1.18mm㊁1.18~<2.36mm㊁2.36~<4.75mm,以研究各粒径区间对HS-ECC 抗压强度㊁拉伸应变能力及微观结构的影响规律㊂结果表明:GPA 粒径与石英砂骨料相同时,HS-ECC 延性得到了显著提升,但对抗压强度及抗拉强度影响较小,平均裂缝宽度和平均裂缝间距均明显减小,GPA-水泥基质界面过渡区宽度大于石英砂-水泥基质界面过渡区宽度;GPA 粒径不同时,HS-ECC 的延性㊁抗压强度和抗拉强度均随GPA 粒径的增大而减小,平均裂缝宽度和平均裂缝间距均随GPA 粒径的增大而增大,GPA-水泥基质界面过渡区宽度随GPA 粒径增大而减小㊂关键词:工程水泥基复合材料;地聚物骨料;骨料粒径;力学性能;界面过渡区中图分类号:TU528㊀㊀文献标志码:A ㊀㊀文章编号:1001-1625(2023)10-3489-10Effect of Geopolymer Aggregate Particle Size on Mechanical Properties of HS-ECCZHANG Jin 1,HE Xiwen 1,ZHENG Yi 1,ZHANG Yaoting 2(1.School of Civil Engineering,Architecture and Environment,Hubei University of Technology,Wuhan 430068,China;2.School of Civil and Hydraulic Engineering,Huazhong University of Science and Technology,Wuhan 430074,China)Abstract :Fine silica sand aggregate particle size in high-strength engineered cementitious composites (HS-ECC)is usually less than 0.30mm,which is expensive and not conducive to shrinkage reduction of HS-ECC,while the mining and processing of fine silica sand has some negative impact on the environment.In this paper,geopolymer aggregate (GPA)in the range of particle size 0.30~<4.75mm was used as a replacement aggregate for fine silica sand to prepare HS-ECC.The particle size of GPA was divided into three groups,0.30~<1.18mm,1.18~<2.36mm and 2.36~<4.75mm,to investigate the effect of each particle size interval on the compressive strength,tensile strain capacity and microstructure of HS-ECC.The results show that the ductility of HS-ECC is significantly improved when the particle size of GPA and silica sand is the same,but the effects on the compressive strength and tensile strength are smaller,the average crack width and average crack spacing are significantly reduced,and the width of GPA-cement matrix interface transition zone is larger than that of silica sand-cement matrix interface transition zone.When the particle sizes of GPA are different,the ductility,compressive strength and tensile strength of HS-ECC decrease with the increase of GPA particle size,the average crack width and average crack spacing increase with the increase of GPA particle size,and the width of GPA-cement matrix interface transition zone decreases with the increase of GPA particle size.Key words :engineered cementitious composites;geopolymer aggregate;aggregate particle size;mechanical property;interface transition zone 收稿日期:2023-06-21;修订日期:2023-07-25基金项目:国家自然科学基金(52178140)作者简介:张㊀晋(1985 ),男,博士,讲师㊂主要从事高性能混凝土材料方面的研究㊂E-mail:zhangjinzjbst@ 通信作者:郑㊀怡,博士,讲师㊂E-mail:20140034@0㊀引㊀言高强度工程水泥基复合材料(high-strength engineered cementitious composites,HS-ECC)是基于微观力学3490㊀水泥混凝土硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷原理设计开发的新型高性能建筑材料[1],其抗压强度一般超过60MPa,拉伸应变超过3%[2],在功能修复㊁结构加固㊁表面保护等[3-5]方面具有广阔的应用前景㊂然而,为了获得高延性,常规HS-ECC骨料仅采用粒径小于0.30mm的精细硅砂,蔡新江等[6]认为这一定程度上增加了HS-ECC的制备成本㊂陈宇等[7]研究发现由于材料中缺少粗骨料,HS-ECC早期收缩较大㊂为解决这一难题,学者们采用大粒径的海砂㊁机制砂㊁河砂等[8]替代精细硅砂制备HS-ECC,但这些骨料的开采和加工在造成自然资源短缺的同时也会给环境带来负面影响㊂随着资源回收利用相关政策的实施,开发利用更加环保的替代骨料势在必行㊂地聚物最早由Davidovits[9]于20世纪70年代提出,Mesgari等[10]则将地聚物作为再生骨料引入到混凝土中,地聚物骨料(geopolymer aggregate,GPA)[11]通常由工业废料制成,减轻了废料积累和自然骨料过度开发的环境负担,同时可以在常温下制备,是一种很有潜力的环保骨料㊂与天然骨料相比,GPA通常表现出较低的刚度和断裂能,如将其直接用于普通混凝土,会导致混凝土强度明显下降[10],而对于ECC而言,GPA则被认为是基质中的有利 缺陷 ,根据ECC的微观力学设计准则,添加合适的 缺陷 可以诱发ECC的多重开裂行为,这为ECC开发者们提供了新的研究思路㊂最近,Xu等[12]将GPA作为 缺陷 引入ECC中,成功制备得到HS-ECC,在强度降低不多的情况下,延性得到显著提升㊂Huang等[13]对使用GPA及精细硅砂的两种ECC进行加速老化试验,结果显示两者强度近似且GPA-ECC的长期拉伸性能更好,GPA自身多孔的性质可使其通过内养护的方式为胶凝材料的二次水化释水,提升了ECC的长期耐久性能㊂Xu等[14]在开发GPA-ECC的过程中发现,GPA会降低基体断裂韧性,诱发裂缝开展,而基体的断裂韧性又与粒径大小存在紧密的联系,GPA粒径对GPA-ECC的力学性能存在直接影响㊂此外,GPA的反应活性远高于石英砂,而GPA 反应活性对界面过渡区内微观结构发展的影响尚不清楚,远远不够支持其机理研究㊂综上所述,本文拟采用三种不同粒径区间(0.3~<1.18mm㊁1.18~<2.36mm㊁2.36~<4.75mm)的GPA制备HS-ECC,研究GPA粒径对HS-ECC力学性能及微观结构的影响规律,并与石英砂制备的HS-ECC 作对比㊂借助数字图像相关性(digital image correlation,DIC)技术拍摄拉伸应变过程,借助能谱结果揭示骨料种类及骨料粒径对骨料-水泥基质界面过渡区的影响㊂本文研究成果可为HS-ECC的制备和GPA粒径区间的合理选择提供一定的试验参考依据㊂1㊀实㊀验1.1㊀原材料原材料主要为诸城杨春水泥有限公司生产的P㊃O52.5级普通硅酸盐水泥(ordinary Portland cement, OPC)㊁Ⅰ级粉煤灰㊁S95级矿粉和硅灰(silica fume,SF),原材料的化学成分见表1㊂碱激发剂为青岛海湾化学有限公司生产的工业级无水偏硅酸钠(Na2SiO3-anhydrous)颗粒,SiO2的质量分数为46.60%,Na2O的质量分数为51.11%;超高分子量聚乙烯(ultra-high-molecular-weight polyethylene,PE)纤维性能见表2;高效聚羧酸减水剂(highly effective polycarboxylic acid water reducer,PR)减水效果大于25%;GPA为自制,具体制备过程见1.2节,0.30~<1.18mm㊁1.18~<2.36mm㊁2.36~<4.75mm三种粒径区间的GPA的24h吸水率分别为24.6%㊁24.6%和24.8%;石英砂(silica sand,SS)表观密度为2255.3kg/m3,24h吸水率为0.8%;水为自来水㊂表1㊀原材料的化学成分Table1㊀Chemical composition of raw materialsMaterial Mass fraction/%CaO SiO2Al2O3Fe2O3SO3MgO Other Cement56.7720.86 5.90 3.61 2.43 3.50 6.93 Fly ash 5.6045.1024.20 6.66 2.100.4815.86 Slag powder38.1935.0015.380.440.107.06 3.83 Silica fume0.5398.100.150.060.120.980.06第10期张㊀晋等:地聚物骨料粒径对HS-ECC 力学性能的影响3491㊀表2㊀PE 纤维性能指标Table 2㊀Performance index of PE fiberFiber Diameter /μm Length-diameter ratio Modulus of elasticity /GPa Density /(g㊃cm -3)Strength /GPa Elongation at break /%PE 25.00720.00116.000.97 2.9 2.421.2㊀GPA 制备依据试验方案,利用单组分混合技术制备GPA [15],配合比见表3㊂制备步骤如下:1)在搅拌容器中加入无水偏硅酸钠颗粒㊁矿粉及粉煤灰干搅3min,使其充分混合;2)加水搅拌5min,直至形成均匀流动的灰色浆体,浇筑成型;3)标准养护1d 后破碎至4.75mm 以下,放置于70ħ恒温烘干箱48h;4)干燥完成后筛分成0.30~<1.18mm㊁1.18~<2.36mm 和2.36~<4.75mm 三种粒径区间,并分别放置在密封袋继续密封28d 以备使用㊂粒径在0.30~<1.18mm 的石英砂骨料和三种粒径区间的GPA 形貌见图1㊂表3㊀GPA 配合比设计Table 3㊀Mix proportion design of GPARaw material Fly ash Slag powder Na 2SiO 3-anhydrous Water Mix proportion /(kg㊃m -3)1200400192560图1㊀石英砂和GPA 的形貌Fig.1㊀Morphology of silica sand and GPA 1.3㊀HS-ECC 配合比为实现HS-ECC 的高抗压强度,通过激光粒度仪和标准筛测得原材料粒径分布,借鉴超高性能混凝土中广泛接受的修正的安德森(modified Andreasen &Andersen,MAA)模型设计基体配合比[16],如表4所示㊂水灰比和砂胶比分别为0.17和0.24,PE 纤维体积掺量为2%㊂原材料累积粒径分布㊁各配合比实际堆积曲线与MAA 模型目标曲线如图2所示㊂本文考虑两种骨料种类(GPA 和石英砂)和三种GPA 粒径区间(0.30~<1.18mm㊁1.18~<2.36mm 和2.36~<4.75mm)对HS-ECC 抗压强度㊁抗拉强度和变形性能的影响,共设置4组配合比,每组包括3个立方体试件和3个狗骨型试件㊂试件编号采用骨料种类和粒径区间的组合形式,其中G 表示采用GPA 制备的试件组,S 表示采用石英砂制备的试件组;1.18㊁2.36㊁4.75分别表3492㊀水泥混凝土硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷示采用的骨料粒径区间为0.30~<1.18mm㊁1.18~<2.36mm㊁2.36~<4.75mm㊂表4㊀HS-ECC 配合比Table 4㊀Mix proportion of HS-ECCHS-ECCSpecimen Mix proportion /(kg㊃m -3)Cement SF Water GPA SS PE fiber PR G1.181182.0295.5259.2354.6(284.1) 18.919.8GPA-HS-ECCG2.361182.0295.5259.2354.6(284.1) 18.919.8G4.751182.0295.5259.2354.6(284.1) 18.919.8SS-HS-ECC S1.181182.0295.5259.2 352.218.919.8㊀㊀注:GPA 所在列括号内数据为骨料预湿前质量,括号外为预湿后质量㊂具体的预湿方式为试验前1h 将骨料加入水中,使其充分预湿㊂图2㊀原材料粒径分布及MAA 模型在HS-ECC 基体配合比设计中的应用Fig.2㊀Raw material particle size distribution and application of MAA model in the design of HS-ECC matrix mix proportion 1.4㊀HS-ECC 制备及养护HS-ECC 试件制备流程:1)将水泥㊁硅灰和细骨料(其中GPA 在加入前需要预湿)加入搅拌容器中搅拌5min;2)加入含高效聚羧酸减水剂的自来水,继续搅拌10min 直至形成流动浆体;3)将PE 纤维缓慢加入流动浆体中,慢速搅拌5min 后快速搅拌2min,以达到分散纤维的目的,随后将浆体浇筑到立方体和狗骨型模具中;4)振捣30s 后表面覆盖保鲜膜防止水分蒸发,室温下静置24h 后脱模并移至标准养护室,在(20ʃ2)ħ㊁相对湿度ȡ95%的环境下养护至28d 龄期,之后进行相关测试㊂1.5㊀测试方法抗压强度试验采用DYE-300S 型微机伺服水泥抗折抗压试验机,采用尺寸为70.7mm ˑ70.7mm ˑ70.7mm的立方体试件,控制加载速率为1.5kN /s㊂轴向拉伸试验采用WDW-100C 型微机控制电子万能试验机,采用尺寸为330mm ˑ60mm ˑ13mm 的狗骨型试件,控制加载速率为0.5mm /min,拉伸试验方法参考日本土木工程学会(JSCE)推荐的方法,在试件侧边安装标距为80mm 的引伸计,实时测量试件的轴向拉伸应变㊂在轴向拉伸试验中为了获得试件中心区域的整个应变场,采用了DIC 技术,具体操作如下:试验前1h 将拉伸试件从养护室移至试验台,干燥后喷涂散斑,试验过程中利用手机拍摄检测区域照片,最后利用开源Ncorr 软件生成应力云图㊂采用KS-105型无线裂缝宽度仪测量平均裂缝宽度㊂采用能量色散谱仪(energy dispersive spectrometer,EDS)对界面过渡区进行线性扫描㊂2㊀结果与讨论图3㊀各配合比试件的28d 抗压强度Fig.3㊀28d compressive strength of each mix proportion specimen 2.1㊀抗压强度图3给出了4组配合比试件的抗压强度㊂相同粒径GPA 替代石英砂后HS-ECC 抗压强度下降了6.7%,其主要原因在于GPA 强度比石英砂弱,而使用GPA 制备的HS-ECC 依旧具有不俗的抗压强度,这可能与GPA-水泥基质界面间的化学反应有关,这种化学反应增强了界面间的黏结强度㊂随着GPA 粒径增加,HS-ECC 抗压强度总体呈下降趋势,与GPA 粒径为0.30~<1.18mm 的HS-ECC 相比,当GPA 粒径增加至1.18~<2.36mm 时,HS-ECC 的抗压强度下降了13.4%,当GPA 粒径增加至2.36~<4.75mm 时,㊀第10期张㊀晋等:地聚物骨料粒径对HS-ECC力学性能的影响3493 HS-ECC的抗压强度下降了10.7%㊂其原因在于,GPA粒径区间由0.30~<1.18mm提升至1.18~<2.36mm时,骨料粒径变大,比表面积减小,水泥基质早期的水化速率下降,同时骨料的孔隙率随最大骨料粒径增加而增加[17],结构致密度降低,导致了抗压强度的下降,而当GPA粒径区间增大到2.36~<4.75mm时,骨料粒径对抗压强度的影响作用降低㊂2.2㊀受拉应力-应变曲线图4给出了4组配合比试件的应力-应变曲线及DIC应变云图㊂相同粒径GPA替代石英砂后HS-ECC 的极限抗拉强度下降了5.9%,其原因在于GPA的引入降低了HS-ECC的基体韧性㊂随着GPA粒径增加, HS-ECC极限抗拉强度总体呈下降趋势,与GPA粒径为0.30~<1.18mm的HS-ECC相比,当GPA粒径增加至1.18~<2.36mm时,HS-ECC的极限抗拉强度下降了26.5%,当GPA粒径增加至2.36~<4.75mm 时,HS-ECC的极限抗拉强度下降了30.1%㊂其原因在于,骨料粒径增大会降低纤维的分散度[18],纤维的桥接强度随分散度的降低而减小㊂相同粒径GPA替代石英砂后HS-ECC的极限拉伸应变提升了18.3%㊂GPA的引入降低了基体间的断裂韧性,试件的初始开裂强度降低,HS-ECC能够更早地进入应变硬化阶段,因此极限拉伸应变得到显著提升㊂随着GPA粒径增加,HS-ECC极限拉伸应变总体呈下降趋势,与GPA粒径为0.30~<1.18mm的HS-ECC相比,当GPA粒径增加至1.18~<2.36mm时极限拉伸应变下降了27.8%,当GPA粒径增加至2.36~<4.75mm时,HS-ECC的极限拉伸应变下降了30.6%㊂其原因在于, GPA粒径增大时,骨料数量降低,骨料分布均匀性受到了影响,粒径较大的GPA降低了纤维的分散度,因此极限拉伸应变减小㊂相对于石英砂而言,掺相同粒径的GPA后HS-ECC延性有明显提高(18.3%),但是随着GPA粒径的增加,纤维分散度受到影响,延性呈下降趋势,但应力-应变曲线的硬化阶段更加平稳,有利于㊂裂缝的稳态发展3494㊀水泥混凝土硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷图4㊀各配合比试件的应力-应变曲线及DIC应变云图Fig.4㊀Stress-strain curves and DIC strain cloud maps of each mix proportion specimen2.3㊀裂缝控制能力图5给出了4组配合比试件的局部裂缝形态㊁平均裂缝宽度及平均裂缝间距㊂在裂缝形态方面,由于石英砂强度显著高于基体,裂缝开展时会绕过骨料,表现为弯曲裂缝;而GPA强度低于基体,裂缝则会穿过骨料开展,表现为直裂缝㊂相同粒径GPA替代石英砂后HS-ECC的平均裂缝宽度下降了10.2%,平均裂缝间距下降了18.8%㊂GPA制备的HS-ECC平均裂缝宽度及平均裂缝间距均小于石英砂制备的HS-ECC,GPA 对裂缝的控制效果明显优于石英砂㊂随着GPA粒径增加,HS-ECC平均裂缝宽度及平均裂缝间距均呈上升趋势㊂与GPA粒径为0.30~<1.18mm的HS-ECC相比,当GPA粒径增加至1.18~<2.36mm时HS-ECC 的平均裂缝宽度提升了2.6%,平均裂缝间距提升了5.6%,当GPA粒径增加至2.36~<4.75mm时, HS-ECC的平均裂缝宽度提升了6.8%,平均裂缝间距提升了16.3%㊂即使随着骨料粒径增加,GPA对于裂缝的控制效果削弱,但依旧优于石英砂,此外G4.75中的GPA被多条裂缝贯穿,这表明GPA的 缺陷 作用效果明显,可以诱导多裂缝的稳态开展,这也与2.2节中受拉应力-应变曲线的开展过程相吻合㊂HS-ECC平均裂缝宽度及平均裂缝间距随骨料粒径的增大而增大㊂其原因在于,当骨料粒径提升时,可供裂缝贯穿的骨料数量降低,因此平均裂缝宽度及平均裂缝间距提升㊂2.4㊀微观分析图6为石英砂-水泥基质及GPA-水泥基质界面过渡区(interface transition zone,ITZ)形貌㊂石英砂-水泥基质ITZ边界清晰,而GPA-水泥基质ITZ边界较为模糊㊂其原因在于,与石英砂是惰性骨料相反,GPA本身反应活性高,能与水泥水化产生的氢氧化钙(CH)反应生成水化硅(铝)酸钙(C-(A)-S-H)[19]凝胶,从而使GPA-水泥基质ITZ边界较为模糊㊂由于粉煤灰与碱的反应程度不如矿粉,当矿粉被完全消耗时,粉煤灰与碱激发剂未完全反应,因此借助未反应的粉煤灰圆形颗粒识别GPA-水泥基质ITZ,在图6中能够观察到少部分未反应的粉煤灰颗粒及水泥颗粒,线性扫描时尽量选取边界附近未水化颗粒较少的部分进行扫描,避免扫描路径上其他矿物颗粒对试验结果造成影响㊂第10期张㊀晋等:地聚物骨料粒径对HS-ECC 力学性能的影响3495㊀图5㊀各配合比试件的局部裂缝形态㊁平均裂缝宽度及平均裂缝间距Fig.5㊀Localized crack morphology,average crack width and average crack spacing of each mix proportion specimen ㊀㊀结合2.1㊁2.2节中得到的强度发展规律,选择在EDS 模式下对石英砂及GPA-水泥基质ITZ 进行元素分析,分析采取线性扫描的方式,扫描方向见图6㊂分别利用石英砂中富含Si 元素㊁水泥中富含Ca 元素和GPA 中富含Al 元素来识别不同组别材料中细骨料和水泥基质的ITZ㊂图7给出了4次线扫描路径中各元素强度变化及ITZ 厚度㊂在骨料粒径相同的情况下,GPA-水泥基质ITZ 宽度大于石英砂-水泥基质ITZ㊂其原因在于,水化过程中生成的CH 可与GPA 中未反应完全的粉煤灰和矿粉反应,促进黏结强度的增长,GPA 中未反应完全的无水偏硅酸钠颗粒溶于水后可促进CaO 的消耗,进一步提升水化效果,并与CH 反应生成水化硅酸钙(C-S-H),从而提升了ITZ 的致密度和力学性能,这也与2.1㊁2.2节得到的强度规律相吻合㊂GPA 是一种高吸水性骨料,可通过内养护[20]的方式为基质中水泥的二次水化提供水分,同时,小尺寸的胶凝材料粒子可以进入GPA 表面空隙中,这也一定程度上改善了GPA 与水泥基质之间ITZ 的微观结构㊂随着骨料粒径的增加,ITZ 宽度总体呈下降趋势,与GPA 粒径为0.30~<1.18mm 的HS-ECC 相比,当GPA 粒径增加至1.18~<2.36mm 时,HS-ECC 的ITZ 宽度下降了56.9%,当GPA 粒径增加至2.36~<4.75mm 时,HS-ECC 的ITZ 宽度下降了76.4%㊂有关骨料粒径对ITZ 厚度的影响规律和机理研究较少,其原因可能是基体收缩会引起骨料与水泥基质间裂纹的扩展,进而增大ITZ 的厚度[21],而随着GPA 粒径的增大,对基体的收缩起抑制作用,因此ITZ 宽度下降㊂3496㊀水泥混凝土硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷图6㊀各配合比试件的微观结构Fig.6㊀Microstructure of each mix proportionspecimen 图7㊀各配合比试件的ITZ 宽度及元素变化Fig.7㊀ITZ width and element change of each mix proportion specimen㊀第10期张㊀晋等:地聚物骨料粒径对HS-ECC力学性能的影响3497 3㊀结㊀论1)相同粒径GPA替代石英砂后HS-ECC抗压强度下降了6.7%,HS-ECC抗压强度随GPA粒径增大而降低㊂2)相同粒径GPA替代石英砂后HS-ECC极限抗拉强度下降了5.9%,HS-ECC极限抗拉强度随GPA粒径增大而降低;相同粒径GPA替代石英砂后HS-ECC极限拉伸应变提升了18.3%,HS-ECC极限拉伸应变随GPA粒径增大而降低㊂3)相同粒径GPA替代石英砂后HS-ECC的平均裂缝宽度下降了10.2%,平均裂缝间距下降了18.8%, HS-ECC平均裂缝宽度及平均裂缝间距均随GPA粒径增大而增大㊂4)相同粒径GPA-水泥基质ITZ宽度大于石英砂-水泥基质ITZ宽度,HS-ECC中GPA-水泥基质ITZ宽度随GPA粒径增大而减小㊂5)使用GPA替代石英砂能够制备出满足强度和延性要求的HS-ECC,大粒径GPA能够进一步降低成本,简化制备流程,具有较好的应用前景㊂参考文献[1]㊀RAVI R,VICTOR C L,MICHAEL D S,et al.Micromechanics of high-strength,high-ductility concrete[J].ACI Materials Journal,2013,110(4):375-384.[2]㊀夏超凡.高强度㊁高延性水泥基复合材料(HSHDCC)的动态性能研究[D].无锡:江南大学,2021.XIA C F.Study on dynamic properties of high strength and high ductility cement-based composites(HSHDCC)[D].Wuxi:Jiangnan University, 2021(in Chinese).[3]㊀吴立山,余志辉,袁㊀振,等.高强度高延性水泥基复合材料的弯曲性能[J].功能材料,2021,52(12):12159-12164.WU L S,YU Z H,YUAN Z,et al.Flexural properties of high strength high ductility cementitious composite[J].Journal of Functional Materials,2021,52(12):12159-12164(in Chinese).[4]㊀汪智勇,张文生,叶家元.高强水泥基材料研究进展[J].硅酸盐通报,2009,28(4):761-765+770.WANG Z Y,ZHANG W S,YE J Y.Research progress in high strength cement-based materials[J].Bulletin of the Chinese Ceramic Society, 2009,28(4):761-765+770(in Chinese).[5]㊀KUNIEDA M,HUSSEIN M,UEDA N,et al.Enhancement of crack distribution of UHP-SHCC under axial tension using steel reinforcement[J].Journal of Advanced Concrete Technology,2010,8(1):49-57.[6]㊀蔡新江,戴朝炜,邵永健,等.再生玻璃作为辅助胶凝材料制备ECC的力学及变形性能[J].硅酸盐通报,2020,39(9):2739-2744.CAI X J,DAI C W,SHAO Y J,et al.Mechanical and deformation properties of engineered cementitious composites containing recycled glass as supplementary cementitious material[J].Bulletin of the Chinese Ceramic Society,2020,39(9):2739-2744(in Chinese).[7]㊀陈㊀宇,林熙杰,李长辉,等.抗收缩工程水泥基复合材料力学性能研究[J].硅酸盐通报,2023,42(5):1599-1607.CHEN Y,LIN X J,LI C H,et al.Mechanical performance of anti-shrink engineering cementitious composites[J].Bulletin of the Chinese Ceramic Society,2023,42(5):1599-1607(in Chinese).[8]㊀王振波,郝如升,李鹏飞,等.海水珊瑚砂ECC的力学性能与裂纹宽度控制[J].复合材料学报,2023,40(4):2261-2272.WANG Z B,HAO R S,LI P F,et al.Mechanical properties and crack width control of seawater coral sand ECC[J].Acta Materiae Compositae Sinica,2023,40(4):2261-2272(in Chinese).[9]㊀DAVIDOVITS J.Geopolymers:man-made rock geosynthesis and the resulting development of very early high strength cement[J].Journal ofMaterials Education,1994,16(2/3):91-139.[10]㊀MESGARI S,AKBARNEZHAD A,XIAO J Z.Recycled geopolymer aggregates as coarse aggregates for Portland cement concrete and geopolymerconcrete:effects on mechanical properties[J].Construction and Building Materials,2020,236:117571.[11]㊀PEYNE J,GAUTRON J,DOUDEAU J,et al.Development of low temperature lightweight geopolymer aggregate,from industrial waste,incomparison with high temperature processed aggregates[J].Journal of Cleaner Production,2018,189:47-58.[12]㊀XU L Y,HUANG B T,DAI J G.Development of engineered cementitious composites(ECC)using artificial fine aggregates[J].Constructionand Building Materials,2021,305:124742.[13]㊀XU L Y,HUANG B T,QIAN L P,et al.Enhancing long-term tensile performance of engineered cementitious composites(ECC)usingsustainable artificial geopolymer aggregates[J].Cement and Concrete Composites,2022,133:104676.[14]㊀XU L Y,HUANG B T,LI V C,et al.High-strength high-ductility engineered/strain-hardening cementitious composites(ECC/SHCC)incorporating geopolymer fine aggregates[J].Cement and Concrete Composites,2022,125:104296.3498㊀水泥混凝土硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷[15]㊀XU L Y,QIAN L P,HUANG B T,et al.Development of artificial one-part geopolymer lightweight aggregates by crushing technique[J].Journalof Cleaner Production,2021,315:128200.[16]㊀朱㊀超,刘笑歌,林㊀鑫,等.基于紧密堆积理论的风积沙-再生复合微粉UHPC配合比设计及验证[J].福州大学学报(自然科学版),2023,51(2):243-249.ZHU C,LIU X G,LIN X,et al.Design and validation of UHPC mix ratio incorporating aeolian sand and recycled mixed powders based on the dense packing theory[J].Journal of Fuzhou University(Natural Science Edition),2023,51(2):243-249(in Chinese).[17]㊀王玉军,翟爱良,高㊀涛,等.再生砖骨料多孔混凝土强度和透水性能研究[J].混凝土,2016(2):90-95+98.WANG Y J,ZHAI A L,GAO T,et al.Experimental studies on strength and water permeability of recycled brick aggregate porous concrete[J].Concrete,2016(2):90-95+98(in Chinese).[18]㊀张倩倩,刘建忠,周华新,等.超高性能混凝土流变特性及其对纤维分散性的影响[J].材料导报,2017,31(23):73-77.ZHANG Q Q,LIU J Z,ZHOU H X,et al.Rheological properties of ultra-high performance concrete and its effect on the fiber dispersion within the material[J].Materials Review,2017,31(23):73-77(in Chinese).[19]㊀AGUIRRE-GUERRERO A M,ROBAYO-SALAZAR R A,DE GUTIÉRREZ R M.A novel geopolymer application:coatings to protect reinforcedconcrete against corrosion[J].Applied Clay Science,2017,135:437-446.[20]㊀CASTRO J,KEISER L,GOLIAS M,et al.Absorption and desorption properties of fine lightweight aggregate for application to internally curedconcrete mixtures[J].Cement and Concrete Composites,2011,33(10):1001-1008.[21]㊀陈惠苏,孙㊀伟,PIET S.水泥基复合材料集料与浆体界面研究综述(二):界面微观结构的形成㊁劣化机理及其影响因素[J].硅酸盐学报,2004,32(1):70-79.CHEN H S,SUN W,PIET S.Interfacial transition zone between aggregate and paste in cementitious composites(II):mechanism of formation and degradation of interfacial transition zone microstructure,and its influence factors[J].Journal of the Chinese Ceramic Society,2004,32(1): 70-79(in Chinese).。
金属材料压缩实验报告
金属材料压缩实验报告
实验组别 专业 班 实验者姓名 学号 班级序号 实验日期 年 月 日 实验成绩
一、实验目的
(1)测定压缩时低碳钢的屈服极限s σ和铸铁的强度极限b σ。
(2)观察两种材料在压缩时的变形和破坏现象,并进行比较和分析原因。
二、实验设备
实验设备名称: 微机控制电子万能试验机 型号: WDW-100 ;量具名称:游标卡尺
选 择 量 程:钢 KN ; 铸铁 KN
三、实验数据和计算结果
屈服极限= KN/ mm 2 = MP ; 强度极限= KN/ s s o F A σ=b b o
F A σ=
mm2 = MPa
四、回答下列思考题
(1)绘出两种材料的压缩曲线。
(2)对压缩试件的尺寸有何要求?为什么?
(3)铸铁的压缩破坏形式说明了什么?。
微机控制电子万能试验机使用说明书
微机控制电子万能试验机使用说明书一、主要用途:WDW-50微机控制电子万能试验机适用于防水卷材、金属丝线、纺织、橡胶、陶瓷、包装行业、薄膜、纸张、塑料制品等制造业以及各级产品质量监督部门,同时还适用于大中专院校进行教学演示工作。
好仪器,好资料,尽在沧州建仪()。
欢迎查询。
打造中国建仪销售第一品牌,树立沧州产品全新形象二、主要功能1、可根据GB、ISO、ASTM、JIS等多种标准进行试验和数琚处理。
2、本产品适用于大专院校、科研院所、、进出口商品检验局、质检局质检所、建工建材质检站等单位的检测中心对金属、非金属、复合材料及制品的拉伸、压缩、弯曲、剪切、剥离、撕裂等多项物理力学性能试验。
3、本产品可广泛应用于外墙保温材料、木材、人造板材、航空航天、石油化工、汽车零配件、工程塑料、电线、电缆、塑料橡胶、纺织、陶瓷、建材、金属材料、高分子材料、防水材料、土工合成材料、土工格栅、食品医药包装等行业的分析检测。
4、可按用户要做试验的试样材质、几何形状、负荷范围、相关标准,确定机型(微型、精密型、标准型、特殊型)。
5、可测定材料的拉伸强度、压缩强度、弯曲强度、断裂伸长率、弹性模量、应力、应变等多种参数。
6、力值宽扩:可选配配多只高精度传感器,测试范围宽扩。
三、微机控制电子万能试验机主要技术参数及精度1、最大试验力:10KN50KN2、高精度传感器精度:±0.05%3、负荷精度:±1%±0.5%4、速度精度:±0.5%5、速度范围:0.05-500mm/min6、位移测量精度0.01mm7、移动横梁有效行程:800mm8、位移精度:示值相对误差±0.5%9、交流伺服电机功率:750W1500W10、电源:AC220V50Hz11、外形尺寸720*420*1750mm(长*宽*高)900*450*1750mm(长*宽*高)12、净重:240Kg360Kg四、微机控制电子万能试验机软件性能及特点1、配品牌电脑、中文WINDOWS XP用户界面、菜单提示、鼠标选择操作,简单方便。
电子万能试验机用途
电子万能试验机用途试验机是检测材料(金属材料、非金属材料)、零部件、构件和结构的强度、刚度、弹性、塑性、韧性等物理性能的设备、系统或装置。
属于技术密集型高计量设备。
该款试验主要适用于金属材料、非金属材料、塑料、橡胶、包装材料、纺织纤维、电线电缆、粘接剂等材料的拉伸、剥离、撕裂等试验。
该款试验机广泛应于用工矿企业、计量单位、学校教学和企业实验室等,其应用领域涉及到机械、冶金、建筑、航空、航天、军工、交通、运输、质检、计量、教育、医疗等各行各业。
主要技术参数《技术参数一览表》是该仪器出厂时检定的各项技术参数。
为了测量数据的准确;仪器安全的使用,请在使用前详细阅读以下参数。
技术参数一览表项目名称技术参数设备型号 Model WDW-100力值单位 load Unit N(默认)、kN、cN、kg、gf、lbs、lb、Lbf 长度单位 length Unit mm(默认)、in、cm、m最大力 Max Load 100(KN)测力范围 Load Range 200N~100kN测力分辨率 Load Resolution ±1/300000载荷精度 Load Accuracy 1级速度范围 Test Speed 0.001~300mm/min速度精度 Speed Accuracy 1级位移精读 Stroke Accuracy 1级变形精度 Disolacement Accuracy 1级有效试验行程 Stroke 800mm有效试验宽度 Effective width 530mm安全装置 Safe device 电子限位保护Safeguard stroke返回功能 Return device 手动/自动 manpower/automatism超载保护 Safeguard overfreight 最大负荷10% 10% peak load数据采集频率 Sample Rate 100Hz伺服电机 Servo Motor 0.2 kW主机尺寸 Main Unitsize (WxDxH) 1000x680x2015mm主机重量 Main Unit Weight(approx.) 800kg电源功率 Power 单向交流220V single-phase 2kW 同轴度误差 Coaxiality error ≤±0.02mm噪声 Noise <40db以上内容有深圳市君瑞仪器设备有限公司提供。
一种提高14Cr1MoR钢性能热处理方法分析
管理及其他M anagement and other 一种提高14Cr1MoR钢性能热处理方法分析李海啸摘要:文章分析14Cr1MoR大厚度钢的热处理方法。
开展热处理试验,对试验材料、设备与方案提出严格要求。
在具体试验中,要严格控制钢板的开轧及终轧温度,保证终轧温度在870℃~890℃之间,并以型钢升温、降温对应的膨胀曲线作为依据,同时结合TTT和CCT曲线,明确相变点,分析样品性能与组织物。
结果显示,方案A和B的热处理强度与标准强度上限接近,而方案C的热处理强度高于上限;在冲击韧性方面,方案A和C的平均冲击值均超过230J,样品在试验中存在非均匀组织或碳化物聚集的情况。
为确保型钢的冲击韧性和拉伸强度指标达到要求,建议有关人员对型钢的组织比例进行调控,并严格按照方案B对型钢进行热处理。
关键词:14Cr1MoR大厚度钢;热处理;冲击韧性;拉伸强度作为典型的低合金钢,14Cr1MoR大厚度钢现已在氨合成塔、气化炉等领域得到广泛运用。
考虑到该类型钢需要长期处于高压且高温的恶劣环境下,如何提高其性能并延长其寿命便成为人们关注的焦点。
研究表明,该类型钢冲击韧性、拉伸强度间的匹配程度,通常会给其性能产生直接影响,因此,要想做到大规模生产优质型钢,关键是要以既有热处理制度为基础,对全新制度及工艺进行开发,这同时也是本文所讨论的主要内容,有关人员应对此引起重视。
1 项目提出背景与热处理质量问题1.1 背景说明随着“十四五”规划的开启,煤化工产业进入转型关键期。
在强调大型化的当下,国内企业生产的油化产品总数持续增加,基本能够满足市场需求。
这一转变使得产能面临同质化、规模小和成本高等问题,并面临被淘汰的命运。
新形势下,油化企业想要抢占先机,关键是要将工作重心放在技术研发上。
受技术升级影响,生产所使用的设备逐渐呈现出复杂化、大型化的发展趋势。
只有掌握大规模生产性能、品质及附加值理想的钢板制造方法,企业才能顺利走出困境。
(完整版)力学实验室简介
一功能介绍拉压实验室主要开展常规金属材料的拉伸、压缩、硬度检测、冲击实验等。
目前开展的有低碳钢拉伸实验、铸铁的拉伸实验、低碳钢压缩实验,拉升弹性模量E测定实验。
二主要设备WDW—100微机控制电子万能试验机 8台联想计算机 8台相关打印设备 8台三实验面向专业土木工程、工程管理、安全工程、金属材料工程、机械设计制造及其自动化、材料成型与控制、材料科学与工程、矿物资源工程、冶金工程、给排水工程、交通工程、建筑环境与设备四可开展实验项目碳钢拉伸实验铸铁的拉伸实验低碳钢压缩实验拉升弹性模量E测定实验一功能介绍扭转实验室主要开展常规金属材料的扭转实验。
以完成工程力学教学任务为主,同时可承担生产任务、科研任务。
二主要设备WNJ—500微机数控扭转试验机 6台联想计算机 6台打印机 6台三实验面向专业土木工程、金属材料工程、机械设计制造及其自动化、材料成型与控制四可开展实验项目低碳钢扭转实验铸铁扭转实验剪切模量G测定实验室一功能介绍剪切模量G测定实验室主要测定低碳钢的剪切弹性模量,及验证金属材料剪切虎克定律。
目前有20台G检验台。
可同时供40名学生进行实验。
二主要设备XH180扭转测G试验台 20台三实验面向专业土木工程、金属材料工程、机械设计制造及其自动化、材料成型与控制四可开展实验项目剪切模量G测定实验一功能介绍弯扭组合实验室是综合性、设计性实验室。
实验室有12台弯曲试验机。
可用于矩形梁纯弯曲试验、偏心拉伸试验、悬臂梁实验、压杆稳定试验。
二主要设备BDCL材料力学多功能试验台 12台CL—2测力仪 12台三实验面向专业土木工程、矿物资源工程、机械设计制造及其自动化、安全工程、材料成型与控制、材料科学与工程四可开展实验项目梁弯曲正应力电测实验薄壁圆筒弯扭组合变形主应力的测定一功能介绍振动实验室为演示性实验室,配有单自由度与多自由度震动试验装置4套。
主要测定试代在震动条件下的行为和荷载情况,以衡量其在运输,使用环境中的抵抗能力。
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WDW-100微机控制电子式万能试验机
WDW-100D微机控制电子式万能试验机,在使用本机前,请认真阅读《使用说明书》,在充分理解后,方可开机使用,请您爱护本机,正确使用,以便使该机永远保持较高的精度和良好运行状态。
1 主要用途、适用范围
WDW-100D微机控制电子式万能试验广泛用于金属和非金属的拉、压、弯等力学性能试验。
适用于质量监督、教学科研、航空航天、钢铁冶金、汽车、橡胶塑料、编织材料等各种试验领域,是生产制造企业、建筑施工单位、产品质量监督检验所及建材产品检测部门必备的检测设备,也适于高等院校为学生做演示试验。
2 主要技术指标
最大试验力:100kN;
试验力准确度:±1%;
试验力测量范围:1kN~100kN,全程自动换档;
变形测量精度:在测量范围内,示值相对误差±1%;
位移测量精度:±0.5%;
速度范围:0.05mm/min~500mm/min,无级调速;
速度准确度:±1%;
最大拉伸行程:600mm;
最大压缩行程:600mm;
试验空间宽度:485mm;
外形尺寸(宽×长×高):916×650×1940mm;
主机重量:800Kg;
电源:1.5KW 单相220V;
拉伸与压缩:主机结构为双试验空间,上空间为拉伸空间,下空间为压缩、弯曲空间。
3 工作条件
3.1 室温10―35℃。
3.2 相对湿度≤80%。
3.3 周围无振动,无腐蚀性介质,无强磁场干扰。
3.4 电源电压波动不超过额定电压的±10%。
3.5 在稳固的基础上水平安装,水平度不大于0.2/1000。
4 结构特征与工作原理
4.1结构特征:(见附图1)
该试验机由三部分组成:加力部分、动力驱动部分、测力和记录、处理部分。
主机与辅具构成试验机的加力框架,主机工作台下的交流伺服电机、交流伺服系统、减速系统构成动力驱动系统,控制器、测控软件、PC机和打印机构成试验机的控制、数据处理及打印系统。
4.2 工作原理
4.2.1主机部分(见附图2)
主机部分由两根导向立柱、上横梁、中横梁、工作台组成台式框架,调速系统安装在工作台下部。
调速精度高、范围宽、性能稳定的交流伺服电机通过同步齿形带减速系统带动滚珠丝杠副旋转,滚珠丝杠副驱动中横梁,带动拉伸辅具(或压缩、弯曲等辅
具)上下移动,实现试样的加荷与卸载。
该结构保证机架有足够的刚度,同时实现高效、平稳传动。
丝杠与丝母之间有消除间隙结构,提高了整机的传动精度。
4.2.1.1试验空间
拉伸试验在上横梁和中横梁之间完成,压缩、弯曲试验在中横梁和工作台之间完成。
4.2.1.2 负荷传感器
负荷传感器安装在中横梁的下部,在试验机出厂时已装配好,用户不要轻易拆卸。
其容许载荷是额定容量的102%,必须注意试验时施加的载荷不能超出容许范围。
4.2.1.3 限位开关
安装在主机左侧后方,作为安全措施,可防止中横梁移动时发生碰撞而引起过载情况的出现。
当更换辅具后务必调整好限位块的位置。
4.2.1.4启动按钮、急停开关
安装在主机右侧前下方。
起到通电指示和在紧急情况下使中横梁快速停止移动的作用。
按下急停开关伺服系统断电。
4.2.2 辅具部分
4.2.2.1楔形拉伸辅具部分(见附图3)
采用楔形手动夹紧结构,安装在上横梁和中横梁之间。
在安装拉伸辅具时,要注意辅具的安装方向,应使夹具体的凹面朝向操作者。
拆卸夹具时只需将联接销3拔出就可取下上下夹具。
4.2.2.2压缩辅具部分(见附图4)
安装在中横梁下部、工作台上部。
主要由上压盘、下压盘组成,
用来完成压缩试验。
按附图4安装好压缩辅具。
出厂前定位销4已与上压盘6连接成部件Ⅰ,安装时,只需把部件Ⅰ放置于联接螺母3的孔里,然后通过锁紧螺钉5把部件Ⅰ固定,将下压盘7放置于工作台8上即可做一般压缩性试验。
注意:安装部件Ⅰ时,应把部件Ⅰ紧紧压在联接螺母3端面上,防止二者之间出现间隙。
4.2.2.3 弯曲辅具部分(见附图5)
安装在中横梁下部、工作台上部,用于弯曲试验。
主要由上压辊座、下压辊座、弯曲工作台、标尺和锁紧机构组成。
弯曲工作台上有道T型槽,两下压辊座与弯曲工作台通过T型槽定位,通过刻线和安装在弯曲工作台上的标尺指示相对位置,当二者处于合适的相对位置时,再通过锁紧机构锁紧。
拆下上、下压盘,按附图5安装好弯曲辅具。
将弯曲工作台6放置于工作台8上,依次装入下压辊座3,把上压辊座1通过锁紧螺钉固定在联接螺母上。
安装完毕后,调松锁紧螺母4,调整移动横梁的位置,使上压辊座1与下压辊座3的压辊中心处于同一高度,推动下压辊座3,使之紧靠在上压辊座1两侧,此时再旋紧锁紧螺钉,最后通过指针指示调整下压辊座3,使之处于合适位置,旋紧锁紧螺母4,放置好试样,即可做弯曲试验。
注意:安装上压辊座1时,应把上压辊座1紧紧压在联接螺母端面上,防止二者之间出现间隙。
4.2.3 数据处理
系统采集的数据一方面进行屏幕显示,另一方面也保存在计算
机内存中。
试验完成后,用户进行数据处理后,处理结果可以打印记录,也可以保存在硬盘中,便于以后对数据进行再分析和网络操作(详细操作见《软件使用手册》)。