[发明专利]温度-应力试验中约束试件的弹性应变计算方法及其系统

权利要求书

1.一种温度-应力试验中约束试件的弹性应变计算方法，包括以下步骤：

A：通过试验机得到夹头复位时试件产生的复位弹性应变；具体包括：

试验机得到复位弹性应变的方法如下：通过复位弹性应变计算方法根据步进电机在t₁’-t₁的复位弹性阶段中求得试件的复位弹性应变，即夹头复位产生的应变，其值为t₁’和t₁两点的应变差；

所述复位弹性应变计算方法为公式①：

m1＝n/L ①

其中，n：试件在t₁’-t₁复位弹性阶段内的复位限值；

L：试件的有效长度；

m1：在t₁’-t₁的复位弹性阶段内夹头复位产生的试件应变即复位弹性应变；

B：通过等效弹性应变计算方法求出内应力发展导致的等效弹性应变；

所述的等效弹性应变计算方法包括以下步骤：先根据混凝土的等效龄期确定其弹性模量，然后根据等效弹性阶段的约束应力增长，即t₂时间点的应力值减去t₁’时间点的应力值得到的约束应力增长值除以这阶段内平均弹性模量以得到等效弹性应变，其中，

t₂-t₁表示一个回复周期内的复位间隔时间；

t₁’-t₁部分表示复位弹性阶段；

t₂-t₁’部分表示等效弹性阶段；

根据混凝土的等效龄期确定其弹性模量的具体方法包括公式②；即：

其中t₀：初凝时间；

t_e：等效龄期；

E_ct,n：n天的拉伸弹性模量；

nE：表征拉伸弹性模量发展的系数；

s：常数；

所述的混凝土的等效龄期的计算方法为公式③和④，即：

其中，t_e为等效龄期，h；T(τ)为混凝土的养护温度历程，℃；T_i—i时刻对应的养护温度，℃；△t_i—时间间隔；R为理想气体常数，R＝8.314J/(mol·K)；E_a为表观活化能，KJ/mol；

T≥20℃时，E_a(T)/R＝A_r；

T20℃时，E_a(T)/R＝A_r+B_r(20-T)

式中，A_r和B_r为参数，通过试验获得；研究结果表明水泥水化反应的活化能在0～100℃之间大致上是个常数；在没有试验数据的情况下，可假定混凝土的表观活化能约为33.5KJ/mol；

C：结合步骤A中得到的复位弹性应变和步骤B中得到的等效弹性应变通过回复周期内弹性应变计算方法得到一个回复周期内混凝土的弹性应变，然后将各个回复周期的弹性应变累加求得约束试件的弹性应变；

所述的回复周期内弹性应变计算方法为公式⑤，即

S＝m1+e1 ⑤

其中，S：一个回复周期内混凝土的弹性应变；

m1：复位弹性应变；

e1：等效弹性应变。

2.一种基于权利要求1所述的温度-应力试验中约束试件的弹性应变计算方法的计算系统，其特征在于：包括与试件模板(1)相连且具有数据处理和存储功能的试验系统(2)，所述的试验系统(2)包括均连接于回复周期弹性应变计算模块(25)的参数输入模块(22)、复位弹性应变计算模块(21)和等效弹性应变计算模块(23)，所述的回复周期弹性应变计算模块(25)还连接有试件弹性应变计算模块(24)，其中：

试件模板(1)：用于将制好的混凝土浇筑在其中后通过试验机系统求得试件的弹性应变；

参数输入模块(22)：用于输入事先确定的参数；

复位弹性应变计算模块(21)：用于计算复位弹性阶段试件的弹性应变；

等效弹性应变计算模块(23)：用于计算等效弹性阶段试件的等效弹性应变；

回复周期内弹性应变计算模块(25)：用于计算一个回复周期内试件的弹性应变；

试件弹性应变计算模块(24)：用于计算整个龄期内试件的弹性应变。