弹性模量和拉伸试验中的加荷速率

钢筋力学性能（拉伸） 试验加荷速率
金属材料室温拉伸试验方法《GB/T2282002 》中，材料弹性模量E以1.5×105为界， 区分为小于和大于等于两种情况，并根据 材料弹性模量规定了拉伸试验的应力速率。
在实际操作中，要根据材料弹性模量、规 定应力速率、材料的规格换算对应的拉伸 试验加荷速率，由于试验中力的示值都是 以KN表示的，所以试验速率要换算成力示 值为KN单位的加荷速率 。
22
380.1 760 7603 0.76 7.60 4.18
25
490.9 982 9817 0.98 9.82 5.40
28
615.8 1232 12315 1.23 12.32 6.77
32
804.2 1608 16085 1.61 16.08 8.85
36
1018 2036 20358 2.04 20.36 11.20
40 1257 7540 75398 7.54 75.40 41.47
弹性模量可视为衡量材料产
生弹性变形难易程度的指标，其值
越大，使材料发生一定弹性变形的
应力也越大，即材料刚度越大，亦
即在一定应力作用下，发生弹性变
形越小
钢筋弹性模量
HPB235级弹性模量：2.1×105N/mm2 HRB335级、 HRB400级 、RRB400级弹 性模量：2.0×105N/mm2 消除应力钢丝(光面钢丝、螺旋肋钢丝、 刻痕钢丝)弹性模量：2.05×105N/mm2 钢绞线弹性模量：1.95×105N/mm2
50.27 101 1005 0.10 1.01 0.55
10
78.54
157 1571 0.16 1.57 0.86
12
113.1 226 2262 0.23 2.26 1.24
14
153.9 308 3079 0.31 3.08 1.69
16
201.1
402 4021 0.40 4.02 2.21
最小值=6× φ6的钢筋面积 =6×28.27
=170（N/s）
最大值=60 × φ6的钢筋面积 =60×28.27
=1696（N/s）
5.加荷速率换算
加荷速率是单位N （N/s）,实际操 作中，试验机上力值显示为KN单位， 为便于使用，将N换算为KN单位，既 缩小1000倍。
即：加荷速率为：
最小值=170×0.001=0.17（KN/s）
应力速率
材料弹性模量E
（N/mm2）
应力速率（N/mm2.s-1）
最小
最大
＜150000
2
20
≥150000
6
60
加荷速率换算
我们以φ6的钢筋为例，介绍加荷速 率换算。
1.确定面积 如：φ6的钢筋面积： S=R2×π=3×3×3.14=28.27（mm2） 2.确定的材料弹性模量E 如：φ6的钢筋为HPB235级的材料，弹 性模量E为2.1×105≥1.5×105 （N/mm2） 。
8
50.27 302 3016 0.30 3.02 1.66
10
78.54 471 4712 0.47 4.71 2.59
12
113.1 679 6786 0.68 6.79 3.73
14
153.9 924 9236 0.92 9.24 5.08
16
201.1 1206 12064 1.21 12.06 6.64
3.确定应力速率值 φ6的钢筋的材料弹性模量E为 2.1×105 ≥1.5×105 （N/mm2） ， 选定应力速率值：
最小值为6； 最大值为60 ； 平均值为33。
4.计算加荷速率
根据材料弹性模量E确定的应力速 率，试验材料的规格大小（钢筋直径、 面积），计算出试验材料的加荷速率：
如：φ6的钢筋加荷速率：
18
254.3 1527 15268 1.53 15.2 8.40
加荷速率一览表
材料弹性模量E≥150000 （N/mm2）
钢筋 钢筋横 直径 截面积 （mm） （mm2）
应力速率
（N/mm2.s-1）
最小6 最大60
s 加荷速率（KN/ ）
最小
最大 平均值
20 314.2 1885 18850 1.88 18.85 10.37
18
254.3 509 5089 0.51 5.09 2.80
加荷速率一览表
材料弹性模量E＜150000 （N/mm2）
钢筋 直径 （mm）
钢筋横 截面积 （mm2）
应力速率
（N/mm2.s-1）
最小2 最大20
加荷速率（KN/s）
最小 最大 平均值
20
314.2 628 6283 0.63 6.28 3.46
弹性模量E是指材料在外力作用下产生 单位弹性变形所需要的应力。它是反 映材料抵抗弹性变形能力的指标。
一般地讲，对弹性体施加一个外界作 用（称为“应力”）后，弹性体会发 生形状的改变（称为“应变”），
“弹性模量”的一般定义是：应力除 以应变 ,也就是形变时应力与相应的应 变之比。
弹性模量是工程材料重要的性能参数， 从宏观角度来说，弹性模量是衡量物体抵 抗弹性变形能力大小的尺度， 从微观角度来说，则是原子、离子或分子 之间键合强度的反映。 一般工程应用中都把弹性模量作为常数。 用E表示，单位为（N/mm2）单位面积上 承受的力
最大值=1696×0.001＝1.7（KN/s）
加荷速率一览表
材料弹性模量E＜150000 （N/mm2）
钢筋 直径 （mm）
钢筋横 截面积 （mm2）
应力速率
（N/mm2.s-1）
最小 2 最大20
s 加荷速率（KN/ ）
最小 最大 平均值
6
28.27
57 565 0.06 0.57 0.31
8
40
1257 2513 25133 2.51 25.13 13.82
加荷速率一览表
材料弹性模量E≥150000 （N/mm2）
钢筋 直径 （mm）
6
钢筋横 截面积 （mm2）
28.27
应力速率
s （N/mm2. -1）
最小6 最大 60
170 1wk.baidu.com96
s 加荷速率（KN/ ）
最小 最大 平均值
0.17 1.70 0.93
22 380.1 2281 22808 2.28 22.81 12.54
25 490.9 2945 29452 2.95 29.45 16.20
28 615.8 3695 36945 3.69 36.95 20.32
32 804.2 4825 48255 4.83 48.25 26.54
36 1018 6107 61073 7.54 75.40 33.59