[发明专利]纤维混凝土构件的弯曲韧性测试方法及其装置

摘要

本发明公开了一种纤维混凝土构件的弯曲韧性测试方法及其装置，基于分离式霍普金森压杆装置组成混凝土构件的弯曲韧性测试装置对混凝土试件进行弯曲韧性测试，首先对试件进行动态加载；记录加速度计的曲线图；其特征在于，还包括以下步骤（1）将作用在试件中间的广义惯性荷载来代替所述的试件上分布的惯性力；（2）根据动态平衡方程，评估真实的弯曲荷载；（3）根据一维应力波理论，计算混凝土试件的动荷载；(4)根据纤维混凝土构件所吸收的能量的大小可判断出纤维混凝土构件的弯曲韧性。本发明操作简单，加载速度高，可有效地测出高应变率下的纤维混凝土构件的韧性。

主权项

一种纤维混凝土构件的弯曲韧性测试方法，基于分离式霍普金森压杆装置组成混凝土构件的弯曲韧性测试装置对混凝土试件(90)进行弯曲韧性测试，所述弯曲韧性测试装置包括气枪(10)、子弹(20)、入射杆(30)、透射杆(40)、应变片(50)、加速度计(60)、桥盒(70)、与计算机相连的数据采集系统(80)；测试时保持霍普金森压杆的加载端面光滑平整，并与杆长方向相垂直；使气枪(10)中的子弹(20)加速撞击入射杆(30)没有刻痕和裂纹的一端，从而在入射杆(30)中产生入射压缩脉冲并向着所述的混凝土试件(90)传播；当入射脉冲冲击所述的混凝土试件(90)完整的一端时，一部分的入射脉冲传递进混凝土试件(90)进而传进透射杆(40)转化成压缩脉冲并破坏所述的混凝土试件(90)；同时，剩余的入射脉冲作为拉伸应力脉冲反射回入射杆(30)；上述过程产生的入射应变量εI和反射应变量εR通过入射杆(30)中点的应变片(50)测量，而透射应变量εT由透射杆(40)中点的应变片(50)测量；通过所述的混凝土试件(90)上的三个加速度计(60)测得沿试件(90)长度上的加速度分布和试件(90)的变形情况；利用已知的沿试件长度方向上的加速度，求取所述试件(90)上分布的惯性力；其特征在于：还包括以下步骤；(1)将作用在试件中间的广义惯性荷载来代替所述的试件(90)上分布的惯性力，即：其中，Pi(t)表示广义惯性荷载，ρ表示混凝土的质量密度，A表示试件的截面面积，表示试件中心的加速度，l表示试件的跨度，h：试件的悬垂长度；(2)依据已知试件中心的广义惯性荷载Pi(t)，可以将所述试件(90)简化为单自由度体系，所以，根据Pb(t)＝Pt(t)‑Pi(t)动态平衡方程，可以评估真实的弯曲荷载；其中，Pb(t)表示广义弯曲荷载，Pt(t)表示观测动荷载，Pi(t)表示广义惯性荷载；(3)根据一维应力波理论，长为L的混凝土试件的动荷载Pt(t)为：Pt(t)＝E′A0εT(t)其中，E′是霍普金森压杆的杨氏模量，A0是霍普金森压杆的截面面积，εT(t)是在不同时间由透射杆上应变片所测量的应变量，则：在弯曲测试中，试件的跨中挠度u0(t)：式中表示试件中心的加速度，u0(t)表示试件跨中挠度；从纤维混凝土构件所吸收的能量根据Dn的大小可判断出纤维混凝土构件的弯曲韧性。