大、小测力弹簧(由上海中国弹簧厂加工)是通俗圆
时间:2019-11-23    0次浏览    

  弹性模量是表征晶体华夏子间连系力强弱的物理量,故是组织布局不参数。正在工程上,弹性模量则是材料刚度的怀抱。

  越来越切确,因而,对材料机能要求更全面,如要求测出复合材料层板的层间剪切模量G13,G23等机能。按照我们的持久实践经验及理论阐发,能够使用GB/T1456三点外伸梁弯曲法来测试复合材料层板的G13、G23等。三点外伸梁弯曲法的特点是,能够用梁外伸端的位移(挠度)地计较出梁材料的弯曲弹性模量。由梁傍边的挠度及外伸端的位移(挠度)能够一次计较出梁材料的层间剪切模量,不必像文献等解联立方程,其优越性显著。

  性,为堆石坝地动反映阐发时的材料参数拔取供给根据,笔者采用新研制的高精度大型液压伺服三轴仪[1],对若干堆石坝工程的十余种模仿堆石料进行等效动剪切模量取等效阻尼比试验,按同一的经验公式进行需要的参数换算或均化处置,给出了堆石料最大等效动剪切模量的估算式,并将其取国表里8座堆石坝现场弹性波试验深切比力,对各类堆石料的等效动剪切模量、等效阻尼比取动剪应变幅的依赖关系进行分析阐发,给出试验的统计成果,了归一化等效动剪切模量取动剪应变幅以及等效阻尼比取动剪切应变幅关系的取值范畴。

  土的非线性性质凡是采用等效线性模子,即把土视为粘弹性体,用等效动弹模Eeq(或动剪切模量Geq)和等效阻尼比h这两个参数来反映土的动应力-应变关系的非线性和畅后性,并把它们暗示为动应变幅的函数。需要指出,试验中每级荷载振动12~15次,分歧的加荷周次实测的应力-应变畅回曲线几多有一些不同,由此算出的等效动弹模和阻尼比也不完全一样。因而,正在阐发拾掇试验时,轴向应变、等效动弹模以及阻尼比均以第3次至第10次的平均值给出。

  跟着纤维加强复合材料产物的普遍使用,且产物设想均采用计较机,出格是航天航空部分、军工产物,计较

  表3申明弹簧材料颠末淬火,回火处置后的切变模量G变化较大,正在必然范畴内随回火温度的升高而增大,并不再是保守的8×104MPa等。

  图5给出归一化等效动剪切模量随动剪应变幅的依赖关系的典型实例,即台取洪家度两座面板堆石坝从堆

  当加热温度较高,时间较长时就发生再结晶现象。再结晶时,新的无畸变等轴晶将代替冷变形组织,其机能根基上答复到冷变形前的形态。

  从表2中能够看出,额定载荷下的伸长量,此中按现实丈量的弹簧相关尺寸计较的伸长量,要比设想计较的伸长量别离大(-1.76~20.93)mm和(0.34~22.16)mm。而仍取其实测值相差3.21%~4.15%。为什么设想计较的弹簧伸长量取其实测值相差如斯之大?正如《弹簧》中提出:“弹簧的特征线,即便是最切确和最细心的计较,其成果和现实的数值总有必然程度的差别,这是因为制成的弹簧不成避免的存正在着必然的工艺误差,以及材料组织非绝对平均所形成”。又“因为尺寸误差和材料要素的影响,计较的特征线取实测值有必然的差别”。“因而,对特征线有较严酷要求的弹簧应颠末试验,频频点窜相关尺寸后,方可成批出产”。可见,弹簧变形量的实测值取其设想计较值简直存正在着必然的误差。然而,即便按现实丈量的弹簧尺寸代入计较的伸长量为什么仍取其实测值有较大的误差呢?笔者认为,除去弹簧的“尺寸误差”(含丈量误差)和“材料要素”(内部组织非绝对平均)的影响,弹簧的现实伸长量取按其实测尺寸计较的伸长量之间存正在的误差,次要缘由是因为弹簧材料颠末热处置后的切变模量发生了变化而形成的。

  成果比力70年代末80年代初,日本电力地方研究所对日本的5座分歧岩质的堆石坝进行了弹性波试验并将其试验成果取室内大型三轴试验进行过比力,日本扶植省土木研究所曾对和七宿两座堆石坝进行过现场弹性波试验和室内大型三轴试验。笔者等对我国关门山面板堆石坝进行了现场弹性波试验并取文献做过比力阐发[5]。本文将再次援用这些,将室内试验测得的13种堆石料的平均最大等效动剪切模量及其上、下包线按下式换算成剪切波速进行比力

  的影响。围压越低,归一化等效动剪切模量衰减就越快(即衰减曲线偏左下侧),这一现象取砂的研究雷同。由图5能够看出,归一化等效动剪切模量随动剪应变幅变化是有必然范畴的,网上赌大小,且变化范畴因材料分歧而异。洪家渡堆石料的上限比台堆石料略高,且归一化等效动剪切模量随动剪应变幅的变化范畴也比台要大一些。但总体上看,两者的不同并不十分显著。

  当的应力跨越弹性极限时,材料发生塑性变形,即发生不成逆的永世变形。通过塑性变形,不单可使材料获得预期的外形尺寸,并且可使材料内部组织和机能发生变化。

  对于多晶体而言,要求每个晶粒至多具备由5个的滑移系才能满脚各晶粒正在变形过程中彼此限制和协调。多晶体中,正在室温下晶界的存正在对滑移起障碍感化,并且实践证明,多晶体的强度随其晶粒细化而提高,可用出名的Hall-Petch公式来加以描述

  材料正在外力感化下发生变形。当外力较小时,发生弹性变形。弹性变形是可逆变形,卸载时,变形消逝并恢回复复兴状。正在弹性变形范畴内,其应力取应变之间连结线性函数关系,即从命虎克(Hooke)定律:

  (2)正在尚未取得堆石料试验数据的环境下进行堆石坝地动反映阐发,可参考本文图3和图4粗略估量最大等效动剪切模量,参考图7和图9确定归一化等效动剪切模量、等效阻尼比取动剪应变幅的关系。拔取计较参数时应次要考虑岩质硬度、静抗剪强度等对最大等效动剪切模量以及衰减关系的影响。该当说,按本文公式或给出的范畴估算,能够满脚工程需要。

  现实上,抱负的弹性体是不存正在的,大都工程材料弹性变形时,可能呈现加载线取卸载线不沉合、应变畅后于应力变化等弹性不完整性。弹性不完整性现象包罗包申格效应弹性后效弹性畅后和轮回韧性等。

  MPa比拟就可使弹簧的变形量相差约3.95%;而取GB/T1239.6-92中的78×10

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  明显,表4中按热处置后的切变模量取值计较的弹簧伸长量取其实测值较为接近。此中最大的误差为-0.71%。这申明当弹簧尺寸、载荷等不异时,其伸长量决定于材料的切变模量。或者正在不考虑其它前提时,仅因热处置改变了材料的切变模量,如60Si2MnA经450℃回火处置后的切变模量83160MPa取保守的8×10

  金属弹簧材料品种繁多,大量利用的是弹簧钢。正在选用弹簧钢进行弹簧设想计较时,要用到材料的切变模量或弹性模量。国表里几乎所有的设想材料和相关教科书以及GB/T1239.6-92《圆柱螺旋弹簧设想计较》等对金属弹簧材料的切变模量都以定值给出。但此中的圆柱螺旋弹簧、蜗卷弹簧、非线性特征线螺旋弹簧、多股螺旋弹簧等,如按上述保守设想材料中给出的切变模量取值,那么,计较的弹簧变形量取其现实丈量的变形量有较大的误差。现以我厂出产的NYL-2000型压力试验机上利用的测力弹簧为例试述如下。

  由此可见,本文室内大型三轴试验给出的范畴根基包络了日本和我国的8座堆石坝现场弹性波试验的成果。现代堆石坝采用机械化碾压施工手艺,堆石坝体的密度较高且都比力接近,因而8座堆石坝现场弹性波试验成果根基吻合,关门山面板坝的试验成果近似为平均值。总体来说,室内大型三轴仪试验所获得的成果比现场弹性波试验成果要低一些,此次要是因为现实工程堆石料颗粒间构制安靖,而室内试验时堆石材料遭到严沉扰动以及试样尺寸所致。

  图4是现场弹性波试验取室内三轴试验成果比力,此中曲线中的平均线中的上包线是关门山面板坝现场弹性波试验。

  石料的试验成果。一般来说,归一化等效动剪切模量随动剪应变幅增大而衰减,其衰减的程度次要受围压σ

  而陶瓷晶体,因为其连系键(离子键共价键)的赋性,再加上陶瓷晶体中的滑移系少,位错的b大,故其塑性变形相对金属材料要困罕见多,只要以离子键为从的单晶陶瓷才能进行较大的塑性变形。对于高材料,其塑性变形是靠粘性流动而不是靠滑移发生的,故取材料粘度亲近相关,并且受温度影响很大。

  关系正在纵轴上截距的倒数求出最大等效动弹模。现实上,这种方式基于双曲线模子的假定,对堆石料来说1/E

  则相差6.62%。若是弹簧材料为铬钒钢,如50CrVA,取其600℃回火时(硬度约为47.5HRc)的切变模量G值为86600MPa[6]G=8×10

  ~γ变化范畴的平均值。从图中成果能够看出,虽然这些堆石料的岩性和级配等有较大不同,且最大等效动剪切模量的变化范畴也较大,但各类堆石料的归一化等效动剪切模量取动剪应变幅的依赖关系的离散性并不大。为便于使用,本文将图6中各类堆石料的试验成果再做平均处置,了一般堆石料归一化等效动剪切模量取动剪应变幅依赖关系的取值范畴如图7所示。

  后,阻尼比上升得较快,这申明堆石料进入较强的非线性,应变畅后于应力的现象越加较着。需要指出,等效阻尼比的离散范畴比力大,这一方面是堆石料本身含有的不确定性惹起,另一方面也取试验数据的阐发拾掇方式相关。

  刚度参数γ,所利用的混凝土的剪切模量G可取等于0.425E,E是混凝土的弹性模量。剪切模量G和弹性模量E、泊松比μ之间相关系:G=E/(2(1+μ))。

  单晶体塑性变形的两个根基体例为滑移孪生滑移孪生都是切应变,并且只要当外加切应力分量大于晶体的临界分切应力tC时才能起头。然而,滑移是不服均切变,孪生为平均切变。

  比拟较,别离相差8.25%和11.03%。亦即,当弹簧材料、钢丝曲径、弹簧中径、无效圈数以及布局、载荷等都连结不变时,只是因为材料颠末热处置后的切变模量值改变,将使弹簧的变形量早正在设想计较时就已发生了先本性误差3.95%或6.62%,以至更达8.25%或11.03%。这个误差并不是因为弹簧尺寸和材料内部的组织不服均所形成的,而是报酬的误处置或忽略了热处置对材料切变模量的影响。由于,切变模量不只仅是材料本身固有的特征,并且还取热处置形态相关,并决定弹簧的变形量取载荷之间的关系。为此,笔者认为,正在对特征线要求较高的螺旋弹簧进行设想计较时,似应按照弹簧的服役前提,如工做温度、载荷等,且考虑热处置对其切变模量的影响。即按热处置后的弹簧材料的切变模量取值,而不是保守的给定值。即便对于特征线要求不高的螺旋弹簧来说,也不应不考虑弹簧颠末热处置后的切变模量的变化。至于具体应取何值,此次要按照弹簧的工做前提、载荷性质等确定。一般环境下,弹簧需经淬火加中温回火处置。按GB/T1239.6-92,热处置45HRc~50HRc。只需正在响应的回火温度和硬度要求范畴内拔取切变模量即可。

  (3)取粘土和砂比拟,建坝堆石料的试验设备和试验手艺方面都存正在很多的坚苦,迄今为止,相关堆石料的动剪切模量和阻尼例如面的试验材料尚不多见,做者将进一步堆集材料做深切地研究。

  剪切模量(modulus of rigidity),材料,是剪切应力取应变的比值。又称切变模量或刚性模量。材料的力学机能目标之一。是材料正在剪切应力感化下,正在弹性变形比例极限范畴内,切应力取切应变的比值。它表征材料抵当切应变的能力。模量大,则暗示材料的刚性强。剪切模量的倒数称为剪切柔量,是单元剪切力感化下发生切应变的量度,可暗示材料剪切变形的难易程度。

  为了使弹簧能获得较高的极限弹性极限、高的屈强比和委靡强度,弹簧一般都要颠末热处置。而颠末热处置的弹簧材料的弹性模量和切变模量却发生了变化。此中,切变模量变化较大,如常用的弹簧钢60Si2MnA颠末淬火和分歧温度回火处置的弹性模量和切变模量抄于表3。

  对非晶体,以至对某些多晶体,正在较小的应力时,可能会呈现粘弹性现象。粘弹性变形是既取时间相关,又具有可恢复的弹性变形,即具有弹性和粘性变形两方面特征。粘弹性变形是高材料的主要力学特征之一。

  大量的研究表白,动剪切模量越高档效阻尼比就越低,等效阻尼比不只随动剪应变幅γ的增大而添加,并且还取围压σ

  (1)本文根据室内高精度大型三轴试验给出的十余种堆石料最大等效动剪切模量的估算公式取国表里8座堆石坝现场弹性波试验成果根基吻合,由此申明,虽然堆石坝建坝材料的级配、初始孔隙比、岩性以及风化程度等不尽不异,但因为采用沉型碾机械化施工,现代堆石坝的现实填建密度较高,坝体内剪切波速分布也大体接近。

  本文试验用料均为人工开采的堆石料,根椐现实工程设想级配要乞降三轴仪试样曲径模仿的试料级配曲线所示。此中,公伯峡堆石坝的3种从堆石料采用的是统一种级配曲线列出各试料的岩性、平均粒径不服均系数、初始孔隙比以及围压等试验前提。除了瀑布沟和关门山堆石料外,其它堆石料的试验均正在等向凝结前提下进行,振动时采用不排水形态。试样制备采用分层压实法,试验振动频次均为0.1Hz.

  家喻户晓,因为加工后的成品弹簧,出格是热绕成形并需经热处置的弹簧,不成避免地存正在着必然的尺寸误差。如弹簧钢丝曲径、弹簧中径等都可能取设想时的参数分歧,以至误差很大。这就导致了弹簧的现实伸长量取设想计较的伸长量存正在着必然的误差。表2就是笔者按照查验时丈量的弹簧的相关尺寸,再按保守的材料切变模量取值计较的伸长量取其现实丈量的伸长量比力。

  工开采的碎石(堆石料)是堆石坝次要的建坝材料,为了较好地把握堆石料的等效动剪切模量和等效阻尼比特

  材料经塑性变形后,外力所做的功部门以储存能形式存正在于材料内部,从而使系统的能升高,处于不不变形态。故此,答复再结晶是材料颠末冷变形后的自觉趋向,加热则加速这一过程的发生。

  如取表3中450℃回火后的切变模量值83160MPa,硬度约为47HRc,再按表2中测力弹簧的实测尺寸代入公式计较的成果列于表4。

  当加热温度较低,时间较短时,发生答复。此时,次要表示为亚布局的变化和多边化过程,第一类内应力大部消弭,电阻率有所下降,而对组织形态和力学机能影响不大。

  及动剪应变幅环境下,凝结应力比K添加则等效阻尼比减小。本文汇总了各类堆石料的等效阻尼比取动剪应变幅的关系如图8,图中每条曲线即代表一种试验堆石料的h~γ变化范畴的平均值。能够看出,各类堆石料的等效阻尼比随动剪应变幅变化的离散度比归一化等效动剪切模量随动剪应变幅变化的离散度要大一些。图9是将图8中各类堆石料的试验成果再做平均处置,一般堆石料等效阻尼比取动剪应变幅依赖关系的取值范畴。总体上看,堆石料的等效阻尼比不高,当动剪应变幅γ=10

  表2列出13种堆石料的等效弹模系数k、等效剪切模量系数A、模量指数n和孔隙比函数F(e).由表2可见,虽然这13种堆石料的岩性及风化程度、初始孔隙比和级配(包罗平均粒径、不服均系数)都有较大的不同,但模量指数n的变化范畴大致正在0.4~0.6之间。而等效剪切模量系数A的范畴较大,从2000到10000之间变化。图3汇总

  为了对各类堆石料的试验成果进行比力,将做者用本文方式测得的各类堆石料的归一化等效动剪切模量取动剪应变幅的依赖关系汇总于图6.图中每条曲线暗示一种试验堆石料G

  图2给出一组等效动弹模取轴向应变关系的实测成果。以往的研究表白,砂、砾石、软岩无论是静力仍是动力荷载前提下,当轴向应变小于10

  了本文所完成的13种堆石料的试验成果。为了取现场弹性波试验成果比力,对所有试验数据再进行回归阐发给出其平均线和上、下包线。能够看出,平均模量指数为0.5,平均等效动剪切模量系数为7645。

  大、小测力弹簧(由上海中国弹簧厂加工)是通俗圆柱螺旋拉伸弹簧。弹簧材料为60Si2MnA,热处置45~50HRc。其部门设想参数如表1。

  至于合金为单相固溶体时,因为溶质原子存正在会呈现固溶强化结果,对某些材料还会呈现和应变时效现象;当合金为多相组织布局时,其变形还会遭到第二相的影响,呈现弥散强化结果。


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