压缩检测

实验力学名词

一些材料的压缩加载与拉伸加载相比具有明显不同的力学行为，而且在某些情况下，这些材料主要用于承载压应力。一些典型的例子包括混凝土和建筑石材。因而在工程应用中经常需要通过压缩检测获得相关数据。压缩检测在试验方式以及对试验结果的分析和解释等方面与拉伸试验具有许多相似之处。

压缩检测方法

图1所示为压缩试验的典型布置方式。在压缩试验中，所采用的均匀位移速率方式与拉伸试验相同，当然加载方向是不同的。最为普遍采用的试样形状就是高径比L/d为1~3的圆柱体。然而，有时也使用高径比L/d高达10的圆柱试样，采用此值的主要目的就是为了精确确定材料压缩过程中的弹性模量。有时也使用横截面形状为正方形或矩形的试样进行压缩试验。

选择试样的高度必须予以综合考虑。如果L/d的值相对较大，则试样容易弯曲。如果发生了弯曲，则试验结果对于测量材料的基本压缩力学行为就变得毫无意义了。试样的弯曲会受到试样几何形状的难以避免的小缺陷的影响，也会受到试样在万能试验机上放置时的平直度的影响。例如，试样的两端应该几乎是平行的，但是从来不会达到非常理想的程度。

反之，如果L/d较小，试验结果会受到试样两端细节部分的影响。具体而言，当试样被压缩时，直径会由于泊松效应而增加，但摩擦会阻碍试样两端的运动，结果导致试样出现了鼓形。这种鼓形可以在试样的两端进行合适的润滑而达到最小化。对于在压缩过程中能够发生很大塑性变形的材料，选择太小的L/d值可能会导致试样的力学行为完全受试样的两端所影响，结果试验无法测出材料的基本压缩力学行为。

考虑到L/d较小可以避免试样弯曲，而L/d较大可以避免试样两端的影响，因而对于塑性材料而言，一个合理的折中方案是L/d=3。对于脆性材料而言，L/d=1.5或2是较为合适的，此时试样两端的影响较小。

图2和图3所示为不同材料压缩试验前后的一些例子。低碳钢表现出了典型的塑性行为，具体而言，低碳钢发生了很大的变形而没有发生断裂。但灰铸铁和混凝土都表现出了脆性行为。铝合金虽然发生了很大的变形，但最终还是发生了断裂。在压缩过程中的断裂，通常都发生在倾斜平面上或圆锥面上。

压缩检测的特点

1、单向压缩试验的应力状态软性系数α=2，比拉伸、扭转、弯曲的应力状态都软，所以主要用于拉伸时呈脆性的金属材料力学性能测定，以显示这类材料在塑性状态下的力学行为(图4)。

2、拉伸时塑性很好的材料在压缩时只发生压缩变形而不会断裂(图5)。脆性金属材料在拉伸时产生垂直于载荷轴线的正断，塑性变形量几乎为零；而在压缩时除能产生一定的塑性变形外，常沿与轴线呈45。方向产生断裂，具有切断特征。

全国各地天气预报查询

上海市

市辖区

云南省

临沧市

云南省

丽江市