约束试件温度应力试验
受冻条件下混凝土温度应力的研究
信号给温度巡检仪 ，实时转化成 温度值 ，再通过数据线将数 据传输 给计算机 ，用计算机进行全程的实时监控。
在查 阅了大量相 关资料 的基础上 ，决定用热 电偶采集数 据 ，其具体操作 如下 ：在 热 电偶 上套上热塑管进行绝缘和热
图１ ：混凝 土 的 １ 温度 分 布 云 图 ｈ
电偶 的保 护 ，保 证测试结果的准确性和埋设 的热 电偶 的成活 率 ，并将 热 电偶 按不同的设计位置埋设在混凝土试件 中。由 于 混凝 土试 件是圆柱体 ，具有对称性 ，只需在 它的上 半部 剖
１测量方法与原理 ． 为了模 拟混凝土 的温度场和应 力场 ，必须测量在 一 ０ ２ ℃
冻后的１ 和 １ ｈ ｈ ２ 温度 分布云图如 图１ 、图２ 所示 ：
条件下混凝土 内部 的温 度变化情况 ，并将数据进行统计分析 处理 。混凝 土内部 温度实时监测 ，能够直接反映其 内部 的温 度 变化的实ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ情况 ，并根据测得数据来不 断调整Ａ Ｓ Ｓ 拟 ＮＹ模 的温度场 ，使 其最 接近真实情况 ，可 以模拟 出逼真 的温度应
件进行计算分析 ，采用 的是Ｓ ｌ７ 单 元。该单元 中全部采用 ｏｉ ０ ｄ
六面体八 节点单元。传 导和对流的加载情况为 ，试件的 四周 均 为与空气对流传热。 用Ａ Ｓ Ｓ Ｎ Ｙ 我们可以模 拟混凝土 的温度分布云图，并根据 实测结果对混凝土温度场分析结果进行校正 ，得到不 同配合 比混凝土随受冻时间变化而变化 的温度分布云 图，混凝 土受
强度 要低 ，但相差不大。 标准养 护２ ｄ ，得到的不 同配 比混凝土 的劈裂抗拉强 ８后 度 ，与用有限元软件ＡＮ Ｙ 计算得到 的Ｓ 温度应 力相 比较 ， ＳＳ Ｘ
（ 作者单位 ：贵州省质安 交通工程监控检测 中心有 限责
工程力学实验思考题整理(南昌大学)
一、金属材料的拉伸及弹性模量测定实验1、根据低碳钢和铸铁的拉伸曲线比较两种材料的力学性质。
低碳钢为塑性材料，抗压和抗拉屈服极限相近，屈服时试件不会发生断裂，随荷载增加发生塑性形变；铸铁为脆性材料，抗压强度远大于抗拉强度，无屈服现象。
压缩实验时，铸铁因得到剪切极限而被剪切破坏。
2、为什么加载速度要缓慢？加载速度超过一定值就称为“动载荷”，此时低碳钢的“屈服”阶段变得不明显，强度极限也有所提高。
所以拉伸加载时速度应缓慢：静载荷。
为了看金属的疲劳曲线，缓慢均匀才看得清楚。
为了获得更加准确的实验精度，加载时如果动作过大，则在加载的瞬间其重量是有变化的，对精度有较大的影响。
3、为什么拉伸实验必须采用标准试样或定标距试样？拉伸试验中延伸率的大小不仅与材料有关，同时也与试件的标距长度有关，与此同时，试件局部变形较大的断口部分，在不同长度的标距中所占比例也不同，因此，拉伸试验中必须采用标准试件或比例试件，这样其相关性质才具有可比性。
材料相同而长短不同的试件延伸率通常情况下是不相同的。
拉伸试验是指在承受轴向拉伸载荷下测定材料特性的试验方法。
利用拉伸试验得到的数据可以确定材料的比例极限、伸长率、弹性极限、弹性模量、面积缩减量、拉伸强度、屈服点、屈服强度和其它拉伸性能指标。
4、什么是卸载规律和冷作硬化现象？试举两例说明冷作硬化现象的工程应用。
当对材料加载，使其应力超过弹性极限，材料会出现弹性应变和塑性应变，此时卸载，其弹性变形会完全恢复，但是塑性变形不会恢复，这部分应变称为残余应变。
对有残余应变的材料重新记载，则其应力应变曲线沿着卸载的直线上升，可以发现其弹性极限有提高，那么它的屈服极限自然有提高。
在这种常温下，经过塑性变形后材料强度变高，塑性降低的现象称为冷作硬化冷作硬化在实际应用中很多，特别是冷轧钢材、喷砂、冷镦。
5、材料和直径相同而标距不同的试样，断裂后伸长率是否相同？不相同。
材料性能的测试结果与试样的形状、尺寸有关，为了比较不同材料的性能，特别是为了使得采用不同的实验设备、在不同的实验场所测试的试验数据具有可比性，试样的形状与尺寸应符合国家标准（GB6397-86）。
环境应力实验
c）将样品从试验箱中取出, 按外观结构检测和电性能检查规定进行检测。
温度 (湿度)
搁置24h(96h)
0.5h
0.5h
(93%) (75%) 40℃
恢复4h
时间 图7
九、温度变化负荷
1.试验目的：
用于评估测定产品在工作期间受温度变化的影响的工作特性。
3.试验方法与步骤：
老化条件为：图像设定：正常广播信号；电视机设定在“明亮”状态，（对比度 100%，背光最大，其他设定在50%）；伴音设定：54%调制度的粉红噪声信 号（或正常节目信号源）输入，电视机音量先设置在100%位置，在高温老化 房中放置4h,（3.5h-ON,0.5h-OFF）；然后把音量减小至1/2最大有用输出功率。
-5℃ ON
额定电压
3h ON
OFF
3h
··· OFF
时间 3h ON
OFF
十、高温高湿负荷
1.试验目的：
用于评估测定产品在工作期间受温度、湿度和工作电压的影响的工作
b）试验箱温度按0.7～1℃/min的平均速率，逐渐下降至-25±3℃ /(LCD:20±3℃)，当样品达到温度稳定后，搁置2h；
c）试验箱温按0.7～1℃/min的平均上升降至正常大气条件范围内地某一数 值，恢复2h；
注：为了除去样品表面水滴，可用实验室温度的空气进行吹风，然后样品 保持在正常大气条件下。搁置2h恢复2h时间室温-25℃/-20℃
b) 将电视机待机模式关闭，并按规定的样机状态条件进行设定。
行样机调 整。
e）每周均要对所有试验样机进行一遍全面的功能、性能、结构的检查， 并做好详细的检查记录，其余的时间检验员对试验样机随时进行监控。
温度冲击试验标准解读
温度冲击试验标准解读热冲击试验（Thermal Shock Testing）常被称作温度冲击试验（Temperature Shock Testing）或者温度循环（Temperature Cycling）、高低温冷热冲击试验。
温度冲击按照GJB 150.5A-2009 3.1的说法，是装备周围大气温度的急剧变化，温度变化率大于10度/min，即为温度冲击。
MIL-STD-810F 503.4(2001)持相类似的观点。
不能因此理解为大于这个速率的试验就是温度冲击试验。
温度冲击试验的速率比这个现况要严苛。
经常能听到说温度冲击的速率大于20度/min,30度/min,50度/分钟，甚至更快。
温度变化原因有很多，相关标准里面都有提及：GB/T 2423.22-2012 环境试验第2部分试验N:温度变化3 温度变化的现场条件电子设备和元器件中发生温度变化的情况很普遍。
当设备未通电时，其内部零件要比其外表面上的零件经受的温度变化慢。
下列情况下，可预见快速的温度变化：——当设备从温暖的室内环境转移到寒冷的户外环境，或相反情况时；——当设备遇到淋雨或浸入冷水中而突然冷却时；——安装于外部的机载设备中；——在某些运输和贮存条件下。
通电后设备中会产生高的温度梯度，由于温度变化，元器件会经受应力，例如，在大功率的电阻器旁边，辐射会引起邻近元器件表面温度升高，而其他部分仍然是冷的。
当冷却系统通电时，人工冷却的元器件会经受快速的温度变化。
在设备的制造过程中同样可引起元器件的快速温度变化。
温度变化的次数和幅度以及时间间隔都是很重要的。
GJB 150.5A-2009装备实验室环境试验方法第5部分：温度冲击试验3.2应用3.2.1正常环境本试验适用于可能会在空气温度发生急剧变化的地方使用的装备。
本试验仅用来评价温度急剧变化对装备的外表面、安装在外表面的零部件、或装在靠近外表面的内部零部件的影响。
典型情况如下：A) 装备在热区域和低温环境之间转换；B) 通过高性能运载工具，从地面高温环境升到高空（只是热到冷）；C) 仅用外部材料（包装或装备表面材料）进行试验时，从处在高空和低温条件下热的飞机防护壳体内向外空投。
冷热冲击试验原理
冷热冲击试验原理冷热冲击试验是一种广泛应用于工业领域的试验方法，主要用于评估物体在快速变温环境中的耐热性、耐寒性及耐温变性能。
它可以模拟物体在日常工作中可能遇到的温度变化，从而检验其在极端温度条件下的适应能力和可靠性。
冷热冲击试验的原理主要包括温度变化、温度传导和热应力。
首先，冷热冲击试验通过人为控制试验环境中的温度变化模拟现实环境中物体所处的极端温度情况。
试验过程中，物体将经历快速的温度升高和降低，从而产生冷热冲击环境。
温度变化的速率根据具体试验要求和标准进行调整，一般快速升温和降温。
其次，温度传导是冷热冲击试验的重要原理之一。
试验中，温度变化的传导方式通常分为对流传导和热传导两种。
对流传导是指通过物质内部流体的运动，将热能从一个区域传递到另一个区域。
热传导是指通过物质内部分子的热运动，将热能从高温区域传递到低温区域。
温度传导的发生与物体的导热性能密切相关，导热性能越好，温度变化越均匀。
最后，热应力是冷热冲击试验的另一个重要原理。
当物体经历快速的温度升降过程时，温度梯度的存在会导致物体内部产生热应力。
热应力可以导致物体产生形变、应力集中及损坏，从而影响物体的可靠性。
因此，冷热冲击试验中的热应力的大小是评估物体耐热性、耐寒性和耐温变性能的重要指标之一。
冷热冲击试验通常有两种方法进行，分别是水冷热冲击试验和空气冷热冲击试验。
水冷热冲击试验是通过将试件放入水箱中，利用水的导热性，实现试件的快速冷却和加热。
其中，水的温度可以在-40至+150之间进行控制。
空气冷热冲击试验是通过将试件放置于高温或低温腔室中，通过加热或制冷系统进行快速的温度变化。
冷热冲击试验的主要应用领域包括航空航天、汽车、电子、电气、电信等行业。
在航空航天领域，冷热冲击试验用于评估航天器在大气层进入、离开和空间环境中的温度适应性和可靠性。
在汽车领域，冷热冲击试验用于评估汽车零部件在各种气候条件下的耐久性和可靠性。
在电子领域，冷热冲击试验用于评估电子器件在不同温度环境下的使用寿命和可靠性。
CFRP约束高温后混凝土有限元分析
CFRP是一种典型的弹性材料，与传统的加固材料钢材相比，CFRP在加固修复混凝土结构中具有明显的优点，具体表现在高强高效、施工便捷、适用面广、基本不增加结构自重和结构尺寸等方面[1]。
实际工程中，采用不同的粘贴方式使CFRP发挥不同功能的作用。
目前，CFRP在加固混凝土结构中的应用形式之一为包裹混凝土柱表面，使主纤维方向沿柱环向，进行柱的受压及抗震加固[1]。
ABAQUS/CAE是ABAQUS的一种广泛而全面的有限元建模交互式图形环境。
本文利用ABAQUS/CAE进行前处理和后处理，研究CFRP约束高温后混凝土静态力学性能，与试验数值进行对比，以期为工程设计及进一步试验研究提供参考[2]。
1混凝土温度场有限元分析1.1混凝土热工参数的选取进行混凝土温度场有限元分析，最重要的是要确定混凝土的热工参数。
混凝土有三个基本热工参数用于温度场分析：导热系数l c、质量密度ρc与比热容c c。
其余的热工参数均可由这三个基本参数推导得出[3]。
导热系数l c表征材料导热能力的大小。
其物理含义为单位时间（h）内，在单位稳定梯度（K/m）下，通过材料单位等温面积（m2）的热量（J），单位为W/（m·℃）。
模型中采用Lie[4-8]提出的混凝土导热系数随温度的表达式，见式（1）。
其中，温度T单位为℃。
可知，随温度升高，混凝土的导热系数逐渐降低。
λc={1.3550≤T≤293-0.001241T+1.7162T>293（1）质量密度ρc的物理含义为单位体积下材料的质量，单位为kg/m3。
由于高温使得混凝土内部水分丧失，故混凝土的质量密度随温度升高逐渐降低。
但与其他热工参数相比，混凝土质量密度在高温过程中变化幅值相对较小。
因此，为了简化模拟，模型中混凝土的质量密度ρc取为常值2400kg/m3。
比热容c c表征材料吸热能力。
其物理含义为单位质量（kg）的材料，当温度升高1K（或1℃）所吸入的热量（J），单位为J/（kg·℃）。
水泥混凝土路面断板原因剖析与防治
文章编号:100926825(2007)0620344202水泥混凝土路面断板原因剖析与防治收稿日期622作者简介廖晶晶(82),男,助理工程师,深圳市综合交通设计研究院,广东深圳 583廖晶晶摘 要:阐述了水泥混凝土路面损坏状况与断板率的关系及其危害,分析了路面断板产生的主要原因,提出了防断板的措施及断板的补板处理方法,从而保证了水泥混凝土路面质量及行车的安全性。
关键词:水泥混凝土路面,断板,基层,垫层,控制措施中图分类号:U416.216文献标识码:A 由于水泥混凝土路面具有强度高、刚度大、稳定性好、舒适、使用年限长、表面抗滑、耐磨、耐久、平整、养护费用低等诸多优点,近年来被广泛应用于高等级公路和高速公路的路面上。
同时,水泥混凝土路面的设计理论、施工工艺、养护、管理等方面的经验也有了很大的提高。
但是由于行车荷载、环境等诸多因素的影响,水泥混凝土路面的病害也不断出现,如面层断裂、变形、接缝损坏、表面损坏以及修补损坏等五大类。
其中,对水泥混凝土路面结构性能和行车舒适性以及安全性影响最大的是断裂类损坏和接缝错台两类。
1 水泥混凝土路面损坏状况与断板率的关系及其危害断板率越大,其标准就越差,也就是路面状况越差,不但对行车的舒适性、安全性产生极大的影响,而且涉及到水泥混凝土路面的寿命,当断板率不大于5%时,路面处于优良状况,行车是舒适和安全的,寿命较长,也是人们所希望的;当断板率达到6%～20%时,路面就处于中与次的等级标准,也就是行车舒适性和安全性逐渐变小,出现跳车、颠簸、有时被迫减速行驶;当断板率大于20%时,不但出现跳车、颠簸,而且经常被迫减速行驶,当断板率继续加大时,由于断板所引起的坑槽、错台等病害也会随之增加,车辆行驶为了躲避坑槽、错台等,就会时走时停,左避右躲,舒适性和安全性就越来越少,当断板率达到100%时,路面处于最差状况,遍地是断板、错台、唧泥、脱空、破块等,路面失去了承载能力,车辆无法行驶,不但不能提供行车,而且路面的寿命也随之终止,因此如不积极预防断板和发现断板后不及时进行补救处理,后果是非常严重的。
温度应力分析
在日照作用下，沿横截面高度方向的温差分布，根据
钢筋混凝土结构的热传导特性分析和现场实测资料， 符合按指数函数规律变化。 略去两侧壁板内外表面温度的很小差别和沿墩高方向 的微小温差，沿横截面温差分布规律（以y方向为例）
如下：
§6.2.2 温度应力分析
T ( y ) T0 y e
T0 y t1 t 2
§6.2.3 温度效应分析示例
箱外、内温差 10~0º 时的横向应力（t/m2=1/100MPa） C
§6.2.3 温度效应分析示例
箱外、内温差 10~0º 时的横向应力（t/m2=1/100MPa） C
§6.2.3 温度效应分析示例
箱外、内温差 10~0º 时的横向应力（t/m2=1/100MPa） C
寒流、降温引起的墩身温度变化所产生的墩身温差
荷载；
§6.2.2 温度应力分析
日照辐射温度变化在墩壁产生的温差荷载，根据实测及
理论分析，墩身截面的控制温度分布如下：
墩身截面及温差、应变分布
§6.2.2 温度应力分析
T ( y ) T0 e c0 y
式中：T0 —向阳与背阳墩壁的温差（一般取值约 20℃）；
（2）横向温差应力
箱型桥墩横向约束应力的计算同箱梁一样，即分为 箱壁板非线性温差的自约束应力和横向框架约束应 力： 第一部分自约束应力计算方法同上部结构
第二部分横向框架约束应力也可用结构力学方法
或有限单元法计算
§6.2.2 温度应力分析
4、关于桥墩温差荷载效应的讨论 在采用固定支座传递的柔性墩体系中，简支墩的日照 温差应力数值，一般超过号混凝土的容许拉应力，而 接近20号混凝土的极限拉应力；且拉应力的分布区域 很宽，达到整个截面厚度的。