[发明专利]一种工程材料抵抗温度变化的力学性能试验与评价方法

说明书

本发明提供了一种工程材料抵抗温度变化的力学性能试验与评价方法：试验与评价方法一方面通过两端无约束温度应力试验A来评价工程材料在高温、低温循环往复变化条件下的变形特性；另一方面通过两端约束温度应力试验B来评价工程材料在在高温、低温循环往复变化条件抵抗温度应力的能力。本发明的方法可以有效地测试工程材料在循环温度应力作用下的力学响应，了解其力学行为，揭示其力学特性，从而评价工程材料抵抗循环温度应力和变形作用的能力，从而更清楚地认识该工程材料在复杂的服役环境下受到温度变化对其力学特性的影响规律。

技术领域

本发明涉及工程材料检测技术，特别的，涉及一种工程材料抵抗温度变化的力学性能试验与评价方法。

背景技术

由于温度变化，在工程材料内所产生的应力称为温度应力，在各类工程材料和结构的设计中，无不遇到温度应力问题。实际工程中，绝大多数工程结构物都处在温度交替变化的自然环境中，温度应力的影响是无法避免的。温度应力对于这些工程材料和结构是一种重要的荷载，有时甚至会成为导致材料破坏和结构失效的关键因素。所以对于大部分的工程材料和结构，都需要对它们在温度循环变化过程中的变形特性和抵抗温度应力的性能进行分析与评价，针对其相应的服役环境进行试验分析，当分析结果满足要求时方可应用于工程实践中。

目前工程材料抵抗温度变化的力学性能的评价方法主要通过低温时候试件的极限抗拉强度(一般通过温度应力试验机测试试件在某一恒定温度下断裂时所需提供的力)来评价材料抵抗温度应力的性能，而没有考虑温度循环变化过程对其材料产生的损伤累积的影响。

中国期刊《交通运输工程与信息学报》于2010年12月公开了一篇名为环境温度周期变化下沥青混凝土路面粘弹性力学响应的文献，该文献介绍了用有限元软件建模分析路面温度应力变化规律，其主要是通过有限元计算和分析沥青混凝土路面在环境温度周期变化条件下所产生的温度场及温度应力场，其应力是通过软件模拟的，不是实际测得的，且其所得的应力场主要是用于反应路面不同深度处的应力状况，其应力场是整个路面的结构、厚度与温度综合影响的结果，并不能反应材料本身抵抗温度应力的性能。

中国专利201610305125.4公开了一种约束状态下水泥基材料的加速劣化试验方法和判定方法，该方案主要模拟试验混凝土在干湿交替盐溶液侵蚀作用下的劣化，以对严酷环境下某一时期内混凝土材料的损伤情况进行预测和评价，该方案进行劣化试验在恒温箱中进行，并未涉及试件在温度循环往复变化的情况下发生的性能变化。

发明内容

本发明目的在于提供一种工程材料抵抗温度变化的力学性能试验与评价方法，以解决背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种工程材料抵抗温度变化的力学性能试验与评价方法，包括以下步骤：

1)制作基础试验装置：基础试验装置包括多根导向杆1、中间板2、上固定板3及下固定板4，所述上固定板与下固定板分别固定在导向杆的上下两端，所述中间板设置于上固定板与下固定板之间，中间板上设有供导向杆穿过的导向孔，中间板可沿导向杆长度方向来回滑动；

2)同时或先后进行两端无约束温度变形试验A与两端约束温度应力试验B；

两端无约束温度变形试验A包括以下步骤：

A-1)制取一组步骤1)所得到的基础试验装置作为试验装置A；

A-2)安装试件A：取试件A并在试件A内部或表面安装温度传感器A5，在试件外壁连接位移传感器一6，将安装有温度传感器A及位移传感器一的试件A用胶粘剂粘接在试验装置A的中间板与下固定板之间；所述粘接过程可以发生在设置温度传感器A(5)和位移传感器一(6)的步骤之前或之后；

两端约束温度应力试验B包括以下步骤：

B-1)另制取一组步骤1)所得到的基础试验装置，在中间板与上固定板之间固连拉压力传感器7，构成试验装置B；