挤出复合薄膜剥离强度影响因素
挤出复合工艺具有投资少、成本低、生产效率高、操作简便等多方面的优点，因此，它在塑料薄膜的复合加工中占有相当重要的地位。但是，在实际生产中也难免会出现这样或那样的问题。本文，就以最为常见的剥离强度差为例与大家共同进行分析探讨。
一、薄膜基材对剥离强度的影响
１、基材表面处理效果对剥离强度的影响。被涂布基材应当预先进行电晕处理，电晕处理后的表面张力应当达到40达因以上，这样可以改进基材同熔融挤出树脂的粘结性，从而提高挤出复合强度。因此，在生产前要检测基材的表面张力是否达到要求，一发现表面张力太低，应立即更换基材或对基材重新进行表面处理。此外，经表面处理过的薄膜，其表面张力应当是均匀一致的，否则也会对剥离强度产生一定的影响，造成剥离强度不均匀、不一致的问题。
２、基材表面清洁度对剥离强度的影响。被涂布基材表面应当清洁、干净，无灰尘、无油污，如果基材表面不太清洁，粘附了灰尘、油脂等污物，就会直接影响到熔融树脂跟塑料薄膜表面的粘合力，从而使挤出复合膜的粘接强度下降。
３、其它因素的影响。对于一些易吸湿的薄膜材料（比如尼龙薄膜），如果已经发生吸湿现象，这也会影响挤出复合膜的粘接牢度。因此，对于易吸湿的薄膜材料一定要注意防潮，尼龙薄膜在使用前和使用后应当及时用铝箔将其包裹好。
二、油墨对剥离强度的影响
在实际生产过程中，有时候会出现无油墨或油墨较少部位的剥离强度好、而有油墨或油墨较多部位的粘合牢度反而比较差的现象，这就是由于所用的印刷油墨的适性不好，油墨与基材之间的粘接不良，从而造成挤出复合膜的剥离强度差。一旦发生这种情况，应当及时更换合适的油墨，并同油墨厂商联系，共同协商和研究解决办法。
２、油墨干燥性对剥离强度的影响。如果油墨干燥不良，特别是当油墨中大量地使用了甲苯、丁醇等沸点比较高的溶剂，而且干燥箱温度设置
不当的话，就会有少量或较大量的溶剂残留在油墨层中，复合后可能会造成复合膜的分层，使剥离强度变差。因此，在印刷过程中一定要对油墨的干燥性能进行严格的控制，保证油墨能够充分干燥。
此外，在印刷过程中还要注意对印刷速度和干燥温度等工艺条件的控制，因为它们也会对油墨中溶剂的挥发速度产生一定的影响。如果印刷速度较快，且印刷机干燥箱的温度又比较低的话，油墨中的溶剂可能无法完全挥发掉，这些残留的溶剂就会在薄膜上形成一些小泡，使复合膜粘接牢度下降。一般来说，在设定干燥箱的温度时，必须要综合考虑印刷速度、油墨的干燥速度、承印物材料的种类以及印刷图像的大小等因素。
三、挤出复合用树脂对剥离强度的影响
１、树脂类型对剥离强度的影响。挤出涂布复合用树脂可以是聚乙烯、聚丙烯、EVA、Surlyn、Nucler、Bynel、EVAL、EAA、EMAM等。挤出涂布复合的目的不同，选用的树脂也不同。例如，用于普通层复合塑料制袋用的，可以采用热封性较好的各种热封用树脂；用于夹心挤复用的树脂，要求同面层和内封层塑料层均有良好的相容性的，可根据面层及内封层材料的不同选用各种相容剂树脂，如Surlyn、Nucler、Bynelr等。如果树脂选用不当，会影响到它同被涂布基材的相容性，从而影响到挤出复合强度。
２、树脂熔融指数（MI)对剥离强度的影响。熔融指数(MI)是指树脂熔融料在一定温度和一定压力下，在lOmin内通过标准毛细管的重量
值，以克／1Omin表示。熔融指数（MI)是树脂流动性的一种指标，一般来说，树脂的熔融指数（MI)越高，则其流动性越好，熔融薄膜的粘度越低，粘合力越大。在挤出复合工艺中，不宜选用熔融指数（MI)太小的树脂。如果树脂的熔融指数(MI)偏小，其分子量较大，则融合性比较差，不能与被涂布基材很好地粘合，致使剥离牢度有所下降。比如在使用LDPE树脂进行挤出复合时，一般选用熔融指数（MI）在4--7g／1Omin的LDPE树脂。
３、树脂密度对剥离强度的影响。树脂的密度越小，支链含量越高，表面越容易被活化，粘合力就越大，对剥离强度的提高也就越有利。
４、树脂中助剂及水分含量对剥离强度的影响。树脂中的助剂，特别是润滑剂对挤出复合膜的剥离强度有着很大的影响，比如在使用LDPE树脂进行挤出复合时，应当选用不含或少含润滑剂的挤出涂覆级树脂粒子，例如北京燕山石化公司的1C7A、上海金山石化公司的1C8A等树脂。此外，如果树脂中所含的水分比较多的话，在挤出复合过程中可能会发生塑化不良现象，从而影响复合膜的剥离强度。
四、挤出复合工艺对剥离强度的影响
１、挤出机温度对剥离强度的影响。挤出机机筒温度和T模温度的控制极为重要，是挤出复合工艺的关键和核心。温度太低，树脂塑化不
良，从模口流延下来不能很好地与基材复合，致使剥离牢度下降；温度高，流出的熔薄膜氧化越充分，表面产生极性分子，对基材的亲和力越大，剥离强度也就越高。但是温度也不宜过高，否则树脂容易分解，还可能会烫伤基材，而且还会产生烟雾，污染工作环境。一般来说，挤出机机筒的温度通常控制在150℃一340℃之间，T模的温度通常控制在310℃--340'C左右，这还要根据挤出复合设备和所用树脂的具体情况来设定。
２、树脂温度对剥离强度的影响。树脂温度高，有利于熔融塑料膜在被涂布基材上的润湿和渗透，因而有利于复合强度的提高，但过高会引起分解，一般不超过350℃。如果树脂与基材压着时的温度过低，树脂表面氧化不充分，应当适当提高树脂温度。
气隙对剥离强度的影响。气隙是指从挤出模口到复合冷却钢辊、压力辊接触线之间的距离。由于气隙的存在，热熔膜表面会同空气中的氧气发生氧化作用，氧化后的热熔膜被涂布塑料薄膜复合时的剥离牢度会大大提高。气隙的大小对挤出剥离强度也有很大的影响，气隙太小，树脂表面氧化不充分，致使挤出复合强度变差；气隙大，热熔膜同空气接触的时间长，热熔膜表面被空气中氧气氧化的程度越厉害。增加极性基因，树脂同基材表面的黏结力也就越大，从而有利于复合强度的提高。但如果气隙太大，则热熔膜的热损失过大，温度会降低得过多，在复合时的温度过低，反而会引起剥离强度的下降，而且热封性
也变差。因此，挤出复合时应当根据实际情况来调节气隙的大小，一般来说，气隙控制在50mm—l00mm之间为宜。
４、复合压力对剥离强度的影响。复合压力小，熔融树脂与基材之间贴合不紧密，会使剥离牢度下降。但复合压力也不可太大，否则基材容易被压变形。
５、冷却钢辊表面温度对剥离强度的影响。冷却辊采用的是表面镀铬的钢辊筒，其作用是将熔融树脂薄膜的热量带走，让粘合后的复合膜立即冷却、固化，以形成较强的内聚力，使熔融薄膜跟被涂布基材粘牢、定型，不产生相对位移，从而保证良好的剥离强度。因此，冷却钢辊表面的温度对挤出复合薄膜的剥离强度有着一定的影响。如果冷却钢辊的表面温度太高，则冷却定型效果不好，可能使挤出复合膜起皱，会使复合牢度下降；但如果冷却钢辊的表面温度太低，冷却速度太快的话，也会引起复合强度的降低。一般来说，冷却辊的表面温度控制在30'C左右最佳。而且，冷却辊表面必须光滑，表面温度分布应当均匀一致，这样才能保证挤出复合膜的冷却效果一致，从而保证其粘接牢度和剥离强度的一致性。
６、硅橡胶压力辊表面状态对剥离强度的影响。硅橡胶压力辊的作用是将基材和熔融树脂膜以一定的压力压向冷却辊，使基材和熔融膜压紧、粘合，并冷却、固化成型。硅橡胶压力辊是在钢辊的外表面包覆了20—25mm厚的硅橡胶而制成的，硅橡胶的硬度一般为80--85肖
氏硬度为最佳，而且，硅橡胶压力辊表面的硬度应当均匀一致，这样才能保证整体压力基本保持均匀一致，从而保证挤出复合产品剥离牢度的均匀、恒定。
７、复合线速度对剥离强度的影响。在挤出量一定的情况下，即挤出主电机转速不变的情况下，复合线速度越快，则复合层越薄，热熔膜温度将会下降，涂布基材上的热量减少，熔融树脂的钻合力降低，从而也就造成剥离强度的下降。相反，复合线速度降低，复合层厚度增加，复合强度也会有所提高，但却会影响生产速度。因此，在生产过程中一定要根据实际情况控制好适当的生产速度，既要保证生产进度，又要保证挤出剥离强度和复合质量。
８、挤出涂复层厚度对剥离强度的影响。在挤出复合中，挤出的熔融膜主要起热粘合作用，如果挤出涂复层的厚度太薄，热量和强度都不够，就会造成剥离强度的下降，一般要求涂复层的厚度控制在18一20μm以上。
９、收卷张力对剥离强度的影响。收卷张力可以适当地大一些，也就是说收卷时应当尽量卷紧一点儿，这样可以避免因复合膜起皱和分层剥离而引起的粘接牢度下降。由于在收卷时被复合在一起，两种材料还未立即产生很强的粘合力，复合牢度不太好，些时适当地加大收卷张力可以使收卷平整紧凑，不容易产生收缩，经冷却定型后，复合
牢度就会好一些。
10、设备工装对剥离强度的影响。
在日常生产中还应当注意对工装设备的保养和维护，保证设备处于良好的运行状态，这是保证挤出复合生产顺利进行的基本条件。还要经常检查硅橡胶压辊表面有无影响正常生产的划道、凹坑、碰伤等异常现象，一旦发现要及时修补或者更换。此外，还要注意保持各工装的清洁十净，及时清除粘附在表面上的灰尘、杂物或油污，还要经常检查硅橡胶压辊表面有无影响正常生产的划道、凹坑、碰伤等异常现象，以免影响复合产品的剥离强度。
五、底涂剂(AC制）
对剥离强度的影响在挤出复合工艺过程中，为了增强粘性，可以先在基材上涂布底涂剂，然后再用聚乙烯、聚丙烯等树脂等与之复合。涂布了底涂剂之后，可以大大提高挤出的热熔树脂同被涂布基材之间的热粘结牢度，从而提高挤出复合膜的剥离强度。
１、正确选用底涂剂（AC剂）。挤出复合用底涂剂的种类和牌号比较多，大体可分为含水型和溶剂型两大类。含水型底涂剂有聚乙烯亚胺类底涂剂，溶剂型底涂剂有钦系底涂剂、异氰酸酯系底涂剂等。含水
型底涂剂一般用于被包装物不含水，复合强度要求不高的材料，而溶剂型底涂剂一般则用于被包装物含水分量较大，复合强度要求较高的材料。因此，应当根据实际情况选用合适的底涂剂，保证挤出复合产品的质量。
２、底涂的涂布量及涂布状况对剥离强度的影响。除了正确选择底涂剂之外，还必须正确调配底涂剂的粘度，保证其对被涂布基材的良好润湿，并使之有适当的涂布量，并保证足够的剥离强度。一般来说，底涂剂的涂布量在0.1—0.5g/m2（干固量）之间。此外，还必须保证底涂剂涂布的均匀性，保证熔融树脂同被涂布基材之间黏接力的均匀一致，从而使挤出复合膜的剥离强度保持恒定。
３、底涂剂的质量对剥离强度的影响。底涂剂也有一定的保存和使用期限，如果底涂剂已经超出了使用期限，或者在使用期限内就已经发生了变质，势必会影响到其作用的发挥，从而影响挤出复合膜的剥离强度。
４、底涂剂的干燥状态对剥离强度的影响。如果底涂剂干燥不充分，就会残留部分溶剂或水，从而影响挤出复合膜的粘接牢度，造成剥离强度的降低。因此，当发现底涂剂干燥不良时，应当适当地降低复合线速度，同时还可以提高干燥温度和通风量，保证底涂剂能够充分干燥。
六、车间内环境卫生
对剥离强度的影响车间内的环境卫生对挤出复合产品质量也有一定的影响，如果环境卫生状态比较差，空气中有大量的灰尘、杂质等粒子，这些粒子就会吸附到基材表面，或者落到冷却钢辊、硅橡胶压辊以及各导向辊等上面，这都会影响复合时熔融树脂膜同基材贴合的密切程度，使复合膜中夹杂异物，影响复合膜的剥离强度。因此，一定要注意使车间内的环境保持清洁、卫生。
七、结束语
前面我们对挤出复合膜剥离强度的一些主要影响因素进行了简单的分析和介绍，针对上述情况，在实际生产中我们还应当注意以下事项：
１、加强对各种原辅材料（包括薄膜、油墨、树脂、底涂剂等）的质量检测工作，严格把关，为提高复合膜质量奠定基础。
２、根据包装内容物的性质以及复合膜质量要求选用适当的底涂剂，控制好涂布量和干燥温度，使底涂剂能够充分干燥，保证复合质量。
３、在实际生产中，应当根据树脂、基材、设备等具体情况来调整和
控制挤出复合工艺参数，保证复合膜的产品质量。在挤出复合生产前，一定要充分了解和掌握所用树脂的性能和各项主要指标，并以此为依据来调整生产工艺和温度，尤其是要严格控制挤出机各工作段的挤出温度，保证树脂均匀塑化，定量地从机头挤出，并能够同基材很好地粘合在一起。
４、重视设备、工装的维护和保养，保证生产过程的连续性和止常性，减少故障发生率，提高产品质量，保证优质、高产、低消耗。
５、注意保持库房和车间内的环境卫生，保证清洁干净，并应具备良好的通风条件，避免灰尘、砂粒等杂质异物对复合工艺及复合强度的影响。
§7-5 提高弯曲强度的措施 如前所述，弯曲正应力是影响弯曲强度的主要因素。根据弯曲正应力的强度条件 ][max max σσ≤= z W M （a ） 上式可以改写成内力的形式 ][][max σz W M M =≤ （b ） （b ）式的左侧是构件受到的最大弯矩，（b ）式的右侧是构件所能承受的许用弯矩。 由（a ）和（b ）两式可以看出，提高弯曲强度的措施主要是从三方面考虑：减小最大弯矩、提高抗弯截面系数和提高材料的力学性能。 1．减小最大弯矩 1）改变加载的位置或加载方式 首先，可以通过改变加载位置或加载方式 达到减小最大弯矩的目的。如当集中力作用在 简支梁跨度中间时（6-13a ），其最大弯矩为 Pl 4 1；当载荷的作用点移到梁的一侧，如距左侧l 6 1处（图6-13b ），则最大弯矩变为Pl 36 5，是原最大弯矩的倍。当载荷的位置不能改变时，可以把集中力分散成较小的 力，或者改变成分布载荷，从而减小最大弯矩。 例如利用副梁把作用于跨中的集中力分散为 两个集中力（图6-13c ）,而使最大弯矩降低为 56.0Pl 8 1。利用副梁来达到分散载荷，减小最大弯矩是工程中经常采用的方法。 2）改变支座的位置 其次，可以通过改变支座的位置来减小最大弯矩。例如图6-14a 所示受均布载荷的简支梁，22max 125.081ql ql M == 。若将两端支座各向里移动 （图6-14b ），则最大弯矩减小为l 2.0240 1ql ,
22max 025.0401ql ql M == 只及前者的5 1。图6-15a 所示门式起重机的大梁，图6-15b 所示锅炉筒体等，其支承点略向2．提高抗弯截面系数 中间移动，都是通过合理布置支座位置，以减小 的工程实例。 1在截面积高。例如对截max M ）选用合理的截面形状 A 相同的条件下，抗弯截面系数 W 愈大，则梁的承载能力就愈
材料屈服强度及其影响因素 1. 屈服标准 工程上常用的屈服标准有三种： (1)比例极限应力-应变曲线上符合线性关系的最高应力，国际上常采用σp表示，超过σp时即认为材料开始屈服。 (2)弹性极限试样加载后再卸载，以不出现残留的永久变形为标准，材料能够完全弹性恢复的最高应力。国际上通常以σel表示。应力超过σel时即认为材料开始屈服。 (3)屈服强度以规定发生一定的残留变形为标准，如通常以0.2%残留变形的应力作为屈服强度，符号为σ0.2或σys。 2. 影响屈服强度的因素 影响屈服强度的内在因素有： 结合键、组织、结构、原子本性。如将金属的屈服强度与陶瓷、高分子材料比较可看出结合键的影响是根本性的。从组织结构的影响来看，可以有四种强化机制影响金属材料的屈服强度，这就是：(1)固溶强化； (2)形变强化； (3)沉淀强化和弥散强化； (4)晶界和亚晶强化。 沉淀强化和细晶强化是工业合金中提高材料屈服强度的最常用的手段。在这几种强化机制中，前三种机制在提高材料强度的同时，也降低了塑性，只有细化晶粒和亚晶，既能提高强度又能增加塑性。 影响屈服强度的外在因素有： 温度、应变速率、应力状态。随着温度的降低与应变速率的增高,材料的屈服强度升高，尤其是体心立方金属对温度和应变速率特别敏感，这导致了钢的低温脆化。应力状态的影响也很重要。虽然屈服强度是反映材料的内在性能的一个本质指标，但应力状态不同，屈服强度值也不同。我们通常所说的材料的屈服强度一般是指在单向拉伸时的屈服强度。 3.屈服强度的工程意义 传统的强度设计方法，对塑性材料，以屈服强度为标准，规定许用应力[σ]=σys/n，安全系数n一般取2或更大，对脆性材料，以抗拉强度为标准，规定许用应力[σ]=σb/n，安全系数n一般取6。 需要注意的是，按照传统的强度设计方法，必然会导致片面追求材料的高屈服强度，但是随着材料屈服强度的提高，材料的抗脆断强度在降低，材料的脆断危险性增加了。 屈服强度不仅有直接的使用意义，在工程上也是材料的某些力学行为和工艺性能的大致度量。例如材料屈服强度增高，对应力腐蚀和氢脆就敏感；材料屈服强度低，冷加工成型性能和焊接性能就好等等。因此，屈服强度是材料性能中不可缺少的重要指标。 材料开始屈服以后，继续变形将产生加工硬化。 4.加工硬化指数n的实际意义 加工硬化指数n反应了材料开始屈服以后，继续变形时材料的应变硬化情况，它决定了材料开始发生颈缩时的最大应力。n还决定了材料能够产生的最大均匀应变量，这一数值在冷加工成型工艺中是很重要的。 对于工作中的零件，也要求材料有一定的加工硬化能力，否则，在偶然过载的情况下，会产生过量的塑性变形，甚至有局部的不均匀变形或断裂，因此材料的加工硬化能力是零件安全使用的可靠保证。 形变硬化是提高材料强度的重要手段。不锈钢有很大的加工硬化指数n=0.5，因而也有很高的均匀变形量。不锈钢的屈服强度不高，但如用冷变形可以成倍地提高。高碳钢丝经过
预应力钢绞线参数及计算公式汇总 参数：钢绞线抗拉强度标准值fpk=1860Mpa，弹性模量：Ep=1.95*105Mpa，松弛率为2.5%，公称直径￠s=15.2mm，钢绞线面积A=140mm2，管道采用预埋金属波纹管成孔且壁厚不小于0.3mm。预应力筋平均张拉力按下式计算： p p=（p(1-e-（kx+μ?）)）/kx+μ? 式中：p p---预应力筋平均张力（N）。 p-----预应力筋张拉端的张拉力（N）。 X-----从张拉端至计算截面的孔道长度（m）。 ?-----从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和（rad）。 K-----孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数，参见附表G-8。 μ-----预应力筋与孔道比壁的摩擦系数，参见附表G-8。 注：e=2.71828，当预应力筋为直线时p p= p。 预应力筋的理论伸长值△L（mm）可按下式计算； △L =（p p *L）/A p*Ep 式中：p p-----预应力筋的平均张拉力（N），直线筋取张拉端的拉力，两端张拉的曲线筋，计算方法见上式。 L-------预应力筋的长度（mm）。
A p-----预应力筋的截面面积（mm2）。 Ep------预应力筋的弹性模量（N/ mm2）。 附表G-8 系数K及μ值表 注意事项： 预应力筋张拉时，应先调整到初应力σ0该初应力宜为张拉控制应力σcom的10%~15%。伸长值应从初应力时开始量测。力筋的实际伸长值除量测的伸长值外，必须加上初应力以下的推算伸长值。对后张法构件，在张拉过程中产生的弹性压缩值一般可省略。 预应力张拉实际伸长值△L（mm）=△L1+△L2 式中：△L1-从预应力至最大张拉应力间的实测伸长值（mm）△L2-初应力以下的推算伸长值(MM)，可采用相邻级的伸长值。
抗拉强度与伸长率测试方法与设备介绍 抗拉强度与伸长率测试方法与设备介绍 抗拉强度与伸长率，是指材料在拉断前承受的最大应力值与断裂时的伸长率。通过检 测能够有效解决材料抗拉强度不足等问题。Labthink 兰光研发生产的智能电子拉力试验 机系列产品，可专业适用于塑料薄膜、复合材料、软质包装材料、塑料软管、医用敷料、 保护膜、金属箔片、隔膜、背板材料、无纺布、橡胶、纸张等产品的抗拉强度与伸长率指 标测试。 抗拉强度与伸长率方法： 试样制备：宽度15mm ，取样长度不小于 150mm ，确保标距100mm ；对材料变形率较大试样，标距不得少于50mm 。 试验速度：500±30mm/min 试样夹持：试样置于试验机两夹具中，使试样纵轴与上下夹具中心连线重合，夹具松 紧适宜。 抗拉强度（单位面积上的力）计算公式： 拉伸强度计算公式σ=F/(b×d) σ：抗拉强度（MPa ） F ：力值（N ） Labthink 兰光|包装检测仪器优秀供应商山东省济南市无影山路144号 b ：宽度（mm ） d ：厚度（mm ） 抗拉强度检测用设备——XLW(EC)智能电子拉力试验机： Labthink 兰光XLW(EC)智能电子拉力试验机专业适用于塑料薄膜、复合材料、软质包装材料、塑料软管、胶粘剂、胶粘带、不干胶、医用贴剂、保护膜、组合盖、金属箔、 隔膜、背板材料、无纺布、橡胶、纸张等产品的拉伸、剥离、变形、撕裂、热封、粘合、 穿刺力、开启力、低速解卷力、拨开力等性能测试。 XLW(EC) 是一款专业用于测试各种软包装材料拉伸性能等力学特性的电子拉力试验机；优于0.5级测试精度有效地保证了试验结果的准确性；系统支持拉压双向试验模式，试验 速度可自由设定；一台试验机集成拉伸、剥离、撕裂、热封等八种独立的测试程序，为用 户提供了多种试验项目选择；气动夹持试样，防止试样滑动，保证测试数据的准确性。 测试原理：
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/3c16365338.html, 304不锈钢抗拉强度试验影响因素分析 作者：林剑峰 来源：《科学与财富》2016年第25期 摘要：文章通过试验，对比分析了不同试验速率与温度对奥氏体304不锈钢拉伸性能测试结果的影响规律，总体上的试验结果表明，试验速率对测定结果的影响较小，环境的温度变化才是测定结果波动的主要影响因素，以期本试验研究分析可指导生产检测与产品验收。 关键词：奥氏体304不锈钢；拉伸试验；马氏体；环境温度；试验速率 拉伸试验是力学性能试验中最基础、最常用的试验，拉伸试验中给出的性能指标也是在工业上应用最广泛的材料性能指标。304不锈钢是一种通用型奥氏体不锈钢，它的金属制品耐高温，韧性高，加工性能好，广泛使用于工业和家具装饰行业和食品医疗行业。拉伸性能是其力学性能测试中最基本、最通用的检验指标，也是304不锈钢产品的最基本交货依据。由于304不锈钢属于非稳态奥氏体不锈钢，在拉伸试验变形过程中会发生应变诱发相变产生马氏体，但金属材料本身材质的不均匀性以及在应变强化过程中温度、速率、应变量等均可影响应变诱发马氏体的转变量、转变速率等方面的情况，使得抗拉强度测定结果存在差异，不利于测试的进行。因此，有必要对拉伸试验检测结果波动的影响因素进行分析，掌握不同测试条件下拉伸性能测试结果的变化规律，从而对所检验的材料做出科学的评价。 1试验材料与试验方法 1.1试验材料 试验材料选用厚度为20mm、共3个炉号的热轧固溶态304不锈钢板，不同炉号钢板的化学成分略有不同。 1.2 试验方法 采用不同试验温度（在GB/T228.1-2010规定的温度范围内10～35℃）和不同拉伸试验速率（上、下限分别略大于和略小于GB/T228.1-2010规定的拉伸速率范围0.005～0.008s-1）对 上述304不锈钢板进行拉伸试验。拉伸试验用试样为螺纹头棒状试样，试样形状及尺寸如图1所示。拉伸试验前后分别测试试样均匀变形段的马氏体含量。拉伸试验采用德国产Z300高低温电子拉伸试验机完成，马氏体含量测定用瑞士产FeritscopeFMP30铁素体含量测定仪完成。 2 试验结果与讨论 2.1 304不锈钢加工硬化分析
概览 屈服强度：大于此极限的外力作用，将会是零件永久失效，没法恢复。这个压强叫做屈服强度。如低碳钢的屈服极限为207MPa，当大于此极限的外力作用之下，零件将会产生永久变形，小于这个的，零件还会恢复原来的样子。 （1）对于屈服现象明显的材料，屈服强度就是屈服点的应力（屈服值）； （2）对于屈服现象不明显的材料，与应力-应变的直线关系的极限偏差达到规定值（通常为0.2%的原始标距）时的应力。通常用作固体材料力学机械性质的评价指标，是材料的实际使用极限。因为在应力超过材料屈服极限后产生颈缩，应变增大，使材料破坏，不能正常使用。 当应力超过弹性极限后，进入屈服阶段后，变形增加较快，此时除了产生弹性变形外，还产生部分塑性变形。当应力达到B点后，塑性应变急剧增加，应力应变出现微小波动，这种现象称为屈服。这一阶段的最大、最小应力分别称为上屈服点和下屈服点。由于下屈服点的数值较为稳定，因此以它作为材料抗力的指标，称为屈服点或屈服强度(ReL或Rp0.2)。 有些钢材(如高碳钢)无明显的屈服现象，通常以发生微量的塑性变形(0.2%)时的应力作为该钢材的屈服强度，称为条件屈服强度（yield strength）。 首先解释一下材料受力变形。材料的变形分为弹性变形（外力撤销后可以恢复原来形状）和塑性变形（外力撤销后不能恢复原来形状，形状发生变化，伸长或缩短）。 建筑钢材以屈服强度作为设计应力的依据。 屈服强度标准 建设工程上常用的屈服标准有三种：
1、比例极限应力-应变曲线上符合线性关系的最高应力，国际上常采用σp表示，超过σp时即认为材料开始屈服。 2、弹性极限试样加载后再卸载，以不出现残留的永久变形为标准，材料能够完全弹性恢复的最高应力。国际上通常以Rel表示。应力超过Rel时即认为材料开始屈服。 3、屈服强度以规定发生一定的残留变形为标准，如通常以0.2%残留变形的应力作为屈服强度，符号为Rp0.2。 影响屈服强度的因素 影响屈服强度的内在因素有：结合键、组织、结构、原子本性。 如将金属的屈服强度与陶瓷、高分子材料比较可看出结合键的影响是根本性的。从组织结构的影响来看，可以有四种强化机制影响金属材料的屈服强度，这就是：(1)固溶强化；(2)形变强化；(3)沉淀强化和弥散强化；(4)晶界和亚晶强化。沉淀强化和细晶强化是工业合金中提高材料屈服强度的最常用的手段。在这几种强化机制中，前三种机制在提高材料强度的同时，也降低了塑性，只有细化晶粒和亚晶，既能提高强度又能增加塑性。 影响屈服强度的外在因素有：温度、应变速率、应力状态。 随着温度的降低与应变速率的增高,材料的屈服强度升高，尤其是体心立方金属对温度和应变速率特别敏感，这导致了钢的低温脆化。应力状态的影响也很重要。虽然屈服强度是反映材料的内在性能的一个本质指标，但应力状态不同，屈服强度值也不同。我们通常所说的材料的屈服强度一般是指在单向拉伸时的屈服强度。 屈服强度的工程意义
影响金属材料疲劳强度的八大因素 Via 常州精密钢管博客 影响金属材料疲劳强度的八大因素 材料的疲劳强度对各种外在因素和内在因素都极为敏感。外在因素包括零件的形状和尺寸、表面光洁度及使用条件等，内在因素包括材料本身的成分，组织状态、纯净度和残余应力等。这些因素的细微变化，均会造成材料疲劳性能的波动甚至大幅度变化。 各种因素对疲劳强度的影响是疲劳研究的重要方面，这种研究将为零件合理的结构设计、以及正确选择材料和合理制订各种冷热加工工艺提供依据，以保证零件具有高的疲劳性能。 应力集中的影响 常规所讲的疲劳强度，都是用精心加工的光滑试样测得的，然而，实际机械零件都不可避免地存在着不同形式的缺口，如台阶、键槽、螺纹和油孔等。这些缺口的存在造成应力集中，使缺口根部的最大实际应力远大于零件所承受的名义应力，零件的疲劳破坏往往从这里开始。 理论应力集中系数Kt ：在理想的弹性条件下，由弹性理论求得的，缺口根部的最大实际应力与名义应力的比值。 有效应力集中系数（或疲劳应力集中系数）Kf：光滑试样的疲劳极限σ-1与缺口试样疲劳极限σ-1n的比值。 有效应力集中系数不仅受构件尺寸和形状的影响，而且受材料的物理性质、加工、热处理等多种因素的影响。 有效应力集中系数随着缺口尖锐程度的增加而增加，但通常小于理论应力集中系数。 疲劳缺口敏感度系数q：疲劳缺口敏感度系数表示材料对疲劳缺口的敏感程度，由下式计算。 q的数据范围是0-1，q值越小，表征材料对缺口越不敏感。试验表明，q并非纯粹是材料常数，它仍然和缺口尺寸有关，只有当缺口半径大于一定值后，q值才基本与缺口无关，而且对于不同材料或处理状态，此半径值也不同。 尺寸因素的影响
屈服强度概述 屈服强度是材料开始发生明显塑性变形时的最低应力值。 1.概念解释 屈服强度：是金属材料发生屈服现象时的屈服极限，亦即抵抗微量塑性变形的应力。对于无明显屈服的金属材料，规定以产生0.2%残余变形的应力值为其屈服极限，称为条件屈服极限或屈服强度。大于此极限的外力作用，将会使零件永久失效，无法恢复。如低碳钢的屈服极限为207MPa，当大于此极限的外力作用之下，零件将会产生永久变形，小于这个的，零件还会恢复原来的样子。 （1）对于屈服现象明显的材料，屈服强度就是屈服点的应力（屈服值）； （2）对于屈服现象不明显的材料，和应力-应变的直线关系的极限偏差达到规定值（通常为0.2%的原始标距）时的应力。通常用作固体材料力学机械性质的评价指标，是材料的实际使用极限。因为在应力超过材料屈服极限后产生颈缩，应变增大，使材料破坏，不能正常使用。 当应力超过弹性极限后，进入屈服阶段后，变形增加较快，此时除了产生弹性变形外，还产生部分塑性变形。当应力达到B点后，塑性应变急剧增加，应力应变出现微小波动，这种现象称为屈服。这一阶段的最大、最小应力分别称为上屈服点和下屈服点。由于下屈服点的数值较为稳定，因此以它作为材料抗力的指标，称为屈服点或屈服强度(ReL或Rp0.2)。
有些钢材(如高碳钢)无明显的屈服现象，通常以发生微量的塑性变形(0.2%)时的应力作为该钢材的屈服强度，称为条件屈服强度。 首先解释一下材料受力变形。材料的变形分为弹性变形（外力撤销后可以恢复原来形状）和塑性变形（外力撤销后不能恢复原来形状，形状发生变化，伸长或缩短）。 建筑钢材以屈服强度作为设计应力的依据。 2.屈服极限，常用符号δs，是材料屈服的临界应力值。 （1）对于屈服现象明显的材料，屈服强度就是屈服点的应力（屈服值）； （2）对于屈服现象不明显的材料，和应力-应变的直线关系的极限偏差达到规定值（通常为材料发生0.2%延伸率）时的应力。通常用作固体材料力学机械性质的评价指标，是材料的实际使用极限。因为在应力超过材料屈服极限后产生塑性变形，应变增大，使材料失效，不能正常使用。 当应力超过弹性极限后，进入屈服阶段后，变形增加较快，此时除了产生弹性变形外，还产生部分塑性变形。当应力达到B点后，塑性应变急剧增加，应力应变出现微小波动，这种现象称为屈服。这一阶段的最大、最小应力分别称为下屈服点和上屈服点。由于下屈服点的数值较为稳定，因此以它作为材料抗力的指标，称为屈服点或屈服强度(ReL或Rp0.2)。 a．屈服点yield point（σs） 试样在试验过程中力不增加（保持恒定）仍能继续伸长（变形）
三、简答题 1．简述哪些因素对钢材性能有影响？ 化学成分；冶金缺陷；钢材硬化；温度影响；应力集中；反复荷载作用。2．钢结构用钢材机械性能指标有哪几些？承重结构的钢材至少应保证哪几项指标满足要求？ 钢材机械性能指标有：抗拉强度、伸长率、屈服点、冷弯性能、冲击韧性； 承重结构的钢材应保证下列三项指标合格：抗拉强度、伸长率、屈服点。3．钢材两种破坏现象和后果是什么？ 钢材有脆性破坏和塑性破坏。塑性破坏前，结构有明显的变形，并有较长的变形持续时间，可便于发现和补救。钢材的脆性破坏，由于变形小并突然破坏，危险性大。 4．选择钢材屈服强度作为静力强度规范值以及将钢材看作是理想弹性一塑性材料的依据是什么？ 选择屈服强度f y 作为钢材静力强度的规范值的依据是：①他是钢材弹性及塑性工作的分界点，且钢材屈服后，塑性变开很大（2%~3%），极易为人们察觉，可以及时处理，避免突然破坏；②从屈服开始到断裂，塑性工作区域很大，比弹性工作区域约大200倍，是钢材极大的后备强度，且抗拉强度和屈服强度的比例又较 大（Q235的f u /f y ≈1.6~1.9）,这二点一起赋予构件以f y 作为强度极限的可靠安 全储备。 将钢材看作是理想弹性—塑性材料的依据是：①对于没有缺陷和残余应力影响的 试件，比较极限和屈服强度是比较接近（f p =(0.7~0.8)f y ），又因为钢材开始屈服 时应变小（ε y ≈0.15%）因此近似地认为在屈服点以前钢材为完全弹性的，即将屈服点以前的б-ε图简化为一条斜线；②因为钢材流幅相当长（即ε从0.15%到2%~3%），而强化阶段的强度在计算中又不用，从而将屈服点后的б-ε图简化为一条水平线。 5．什么叫做冲击韧性？什么情况下需要保证该项指标？ 韧性是钢材抵抗冲击荷载的能力，它用材料在断裂时所吸收的总能量(包括弹性和非弹性能)来度量，韧性是钢材强度和塑性的综合指标。在寒冷地区建造的结构不但要求钢材具有常温(℃ 20)冲击韧性指标，还要求具有负温(℃ 0、℃ 20 -或℃ 40 -)冲击韧性指标。
水泥抗折与抗压强度的影响因素 任何混凝土结构物主要都是用于承受荷载或抵抗各种作用力的，强度是混凝土最重要的力学性能。工程上对混凝土的其它性能要求，如不透水性、抗冻性等，而这些性能与混凝土强度往往存在着密切的联系。一般说来，混凝土的强度愈高，其刚性、不透水性、抵抗风化和某些侵蚀介质的能力也愈高；而强度愈高，往往其干缩也较大，同时较脆、易裂。因此，通常用强度来评定和控制混凝土的质量以及评价各种因素影响程度的指标。 1水灰比 水泥混凝土强度主要取决于毛细管孔隙率或胶空比，但这些指标都难于测定或估计。而充分密实的混凝土在任何水灰比程度下的毛细管孔隙率由水灰比所确定。 毛细孔隙率Pc=W/C –0.36α 胶空比x=0.68α/(0.32α+W/C) 其中：W/C—水灰比 α—水化程度 Duff Abrams的混凝土强度水灰比定则指出：―对于一定材料，强度取决于一个因素，即水灰比。‖由此看来，水灰比—孔隙率关系无疑是最重要的因素。它影响着水泥浆基体和粗骨料间过渡区这两者的孔隙率，水泥石在水化过程中的孔隙率取决于水灰比，水灰比和混凝土的振捣密实程度两者都对混凝土体积有影响，当混凝土混合料能被充分捣实时，混凝土的强度随水灰比的降低而提高。然而，形成水化物需要一个最小的水量。 （W/C）min =0.42α 即完成水化（α=1.0）的W/C不应低于0.42。显然在低W/C时预期残留的未水化水泥能够在浆体内继续长期存在，亦即W/C低于0.42，浆体将自我干燥。为避免这种现象，有效的最低W/C比要高于0.42。在实际中，我们可以通过规定的W/C来保证充分密实的混凝土在规定龄期的强度，保证混凝土的性能。 2 水泥 水泥混凝土的影响取决于水泥的化学成分及细度。水泥强度主要来自于早期强度（C3S）及后期强度（C2S），而且这些影响贯穿于混凝土中。用C3S含量较高的水泥来制作混凝土，其强度增长较快，但在后期可能以较低的强度而告终。而无论通过改变成分、养护条件或者利用外加剂而比较缓慢地水化，都可使水泥产生较高的最终强度。 水泥细度对混凝土强度的影响也很大。随着细度增加，水化速率增大，就导致较高的强度增长率。但应避免细磨粉的含量。因为当颗粒很细时，间隙水可引起一些高W/C区域。另外，研究表明，直径大于60pm的颗粒对强度是没什么贡献的。 而水泥质量的波动对混凝土强度的影响,应引起注意。水泥厂生产的同一品种同一标号的水泥，不可避免地会在质量上有波动。水泥质量的波动，毫无疑问
收稿日期:2002年3月硬质合金抗弯强度及其分散性的研究易 勇1 熊 继1,2 李 懿2 沈保罗1 1四川大学 2自贡硬质合金股份有限责任公司 摘 要:用三点弯曲法测定了硬质合金的抗弯强度σm,用两参数Weibull统计法分析了σm的分散性。试验和分析结果表明:硬质合金的抗弯强度与材料中WC的粒度和粒度均匀性有关,σm的平均值随材料中WC颗粒平均尺寸d的增大而减小,随WC粒度均匀性变好而增大。 关键词:硬质合金, 抗弯强度, WC粒度, WC粒度均匀性, Weibull模量 Study on B ending Strength and Its Dispersivity of Cemented C arbide Y i Y ong X iong Ji Li Y i et al Abstract:The bending strength(σm)of the cemented carbide is determined by the three2points bending test and its disper2 sivity is analyzed with the tw o2parameters Weibull statistics.The results of experiments and analysis show that the mean bending strength(σm)of the cemented carbide is related to the particle size and uniformity of WC particles.The mean bending strength (σm)of the cemented carbide decreases with the increase of mean size(d)of WC particles and increases with betterment of the uniformity of WC particles. K eyw ords:cemented carbide, bending strength, particle size of WC, uniformity of WC particles, Weibull m odulus 1 引言 硬质合金具有硬度高、耐磨性好等特点,是机械、冶金、矿山开采、石油钻探、化工、纺织、军工等行业不可缺少的工具材料。由于硬质合金材料脆性较大,因此开发应用时对其抗弯强度的研究非常重要。大量研究表明,硬质合金的抗弯强度与材料中碳化物和粘结相的种类、含量和粒度、合金的含碳量、烧结工艺、热处理工艺、组织缺陷(如空洞、粗大碳化物、粘结相池、夹杂物等)以及试样的表面状态和残余应力等因素密切相关[1～14]。有关研究发现,脆性较大的材料具有较大的强度分散性,但关于硬质合金抗弯强度分散性的研究尚未见报道。笔者通过抗弯强度试验,对WC的粒度和粒度均匀性对硬质合金抗弯强度及其分散性的影响进行了研究。 2 抗弯强度试验 (1)试验材料 材料成分:基体为WC,粘结相为C o(8wt%)。 试样尺寸:5.25mm×6.5mm×20mm。 (2)试验参数 在W B2100型万能试验机上测定硬质合金的抗弯强度,测试跨距为14.5±0.5mm,十字头加力速度为200N/min。 3 试验结果与分析 311 WC颗粒平均尺寸对硬质合金抗弯强度的影响 通过试验得到该硬质合金的平均抗弯强度σm 与WC颗粒平均尺寸d的关系见图1。由图可见,该硬质合金的平均抗弯强度随WC颗粒平均尺寸的减小而升高 。 图1 硬质合金平均抗弯强度与 WC颗粒平均尺寸的关系 312 WC颗粒均匀性对硬质合金抗弯强度的影响 通过试验得到硬质合金中WC颗粒均匀性对硬质合金抗弯强度的影响见图2。由图可见,该硬质合金的平均抗弯强度随WC颗粒均匀性变好(WC颗粒欠均匀→存在个别大颗粒→WC颗粒均匀)而升高。 313 Weibull统计分析
总第186期2011年第6期 HEBEI M ETALLU R GY Total 1862011， N umber 6收稿日期：2011－03－14 作者简介：徐海云（1973－），男，工程师， 1995年毕业于河北理工学院工业分析专业，现在河北钢铁集团宣化公司计量检验中心从事钢材检验工作， E －mail ：gxgzwh@126．com 金属拉伸试验屈服点影响因素分析 徐海云 （河北钢铁集团宣钢公司计量检验中心，河北宣化075100） 摘要：分析了金属拉伸试验屈服点的影响因素，诠释了屈服点选取时产生误差的原因以及应注意的事项，给出了宣钢公司操作经验供参考。关键词：拉伸；屈服点；打滑；变形；分析中图分类号：TG115．5 文献标识码：B 文章编号：1006－5008（2011）06－0012－03 ANALYSIS ABOUT INFLUENCE FACTORS TO YIELD POINT IN METAL TENSION TEST Xu Haiyun （Measure and Inspect Center ，Xuanhua Iron and Steel Company ，Hebei Iron and Steel Group ，Xuanhua ，He-bei ，075100） Abstract ：It is analyzed the influence factors to yield point in metal tension test ，explained the reason for error in selecting yield point as well as keys being paid attention．Key Words ：tension ；yield point ；skid ；deformation ；analysis 1前言 河北钢铁集团宣钢公司是以长材作为主打产品 面向市场的，所有产品均进行出厂检验，主要包括外观检验和物理性能检验两大部分，在物理性能检验 中又以拉伸试验为主要检测内容， 屈服强度是拉伸试验中的主要测试项， 测试的准确与否会直接影响到产品的合格与否， 也给用户判断强屈比带来影响。金属试样在受到外力作用时会产生变形。在受力的初始阶段， 变形与受到的外力基本成线性比例关系，这时若外力消失，材料的变形也将消失，恢复 原状，这一阶段通常称为弹性阶段。但当外力增大到一定程度后，变形与受到的外力将不再成线性比例关系，这时当外力消失后，材料的变形将不能完全消失， 外型尺寸将不能完全恢复到原状，这一阶段称为塑性变形阶段。钢材在使用过程中易受到各种各样的外力作用，产生变形，这种变形必须被限制在弹性范围之内，否则产品的形状将会发生永久变化，影响继续使用，严重的还会发生断裂等重大质量事故。比如像弹簧一样，在一定范围内拉伸弹簧是可以恢 复原状的， 但一旦拉伸力超出了弹簧的受力极限，弹簧就被破坏了，不可恢复到初始状态，成了报废品。 准确求取屈服点在力学性能试验中是非常重要的，在检测过程中由于受到各种因素的制约很难非常准确的求取，下面结合实际工作中遇到的问题分析影响屈服点的各个因素。2操作人员的影响 试验结果的准确程度很大程度上取决于试验人员的综合操作素质，尤其是在新的试验机不断更新换代，试验软件各厂家界面不统一的形势下。实际生产中受试验人员文化程度及操作水平的限制，在一些概念及操作上存在着一些误区，常出现如下的问题。 2．1 非比例应力与下屈服定义不作区分 虽然非比例应力与屈服都是反应材料弹性阶段 与塑性阶段的过渡状态的指标， 但两者有着本质的不同。下屈服是材料固有的性能，而非比例应力是通 过人为规定的条件计算的结果，在国标中规定它可以有不同变形量的非比例应力点， 如R p0．2，R p0．5等形式，但钢材的下屈服点只有一个。当材料存在下屈服点时是无需求取非比例应力的，只有材料没有明显的屈服点时才求取非比例应力。部分试验人员对此理解不深，以为上屈服、下屈服、非比例应力对每次试 2 1
1.0影响材料性能的因素 2.01.1碳当量对材料性能的影响字串9 决定灰铸铁性能的主要因素为石墨形态和金属基体的性能。当碳当量（）较高时，石墨的数量增加，在孕育条件不好或有微量有害元素时，石墨形状恶化。这样的石墨使金属基体能够承受负荷的有效面积减少，而且在承受负荷时产生应力集中现象，使金属基体的强度不能正常发挥，从而降低铸铁的强度。在材料中珠光体具有好的强度、硬度，而铁素体则质底较软而且强度较低。当随着 C、Si的量提高，会使珠光体量减少，铁素体量增加。因此，碳当量的提高将在石墨形状和基体组织两方面影响铸铁铸件的抗拉强度和铸件实体的硬度。在熔炼过程控制中，碳当量的控制是解决材料性能的一个很重要的因素。 1.2合金元素对材料性能的影响 在灰铸铁中的合金元素主要是指Mn、Cr、Cu、Sn、Mo等促进珠光体生成元素，这些元素含量会直接影响珠光体的含量，同时由于合金元素的加入，在一定程度上细化了石墨，使基体中铁素体的量减少甚至消失，珠光体则在一定的程度上得到细化，而且其中的铁素体由于有一定量的合金元素而得到固溶强化，使铸铁总有较高的强度性能。在熔炼过程控制中，对合金的控制同样是重要的手段。 1.3炉料配比对材料的影响字串4 过去我们一直坚持只要化学成分符合规范要求就应该能够获得符合标准机械性能材料的观点，而实际上这种观点所看到的只是常规化学成分，而忽略了一些合金元素和有害元素在其中所起的作用。如生铁是Ti的主要来源，因此生铁使用量的多少会直接影响材料中Ti的含量，对材料机械性能产生很大的影响。同样废钢是许多合金元素的来源，因此废钢用量对铸铁的机械性能的影响是非常直接的。在电炉投入使用的初期，我们一直沿用了冲天炉的炉料配比（生铁：25~35%，废钢：30~35%）结果材料的机械性能（抗拉强度）很低，当我们意识到废钢的使用量会对铸铁的性能有影响时及时调整了废钢的用量之后，问题很快得到了解决，因此废钢在熔化控制过程中是一项非常重要的控制
螺栓抗拉承载力计算 首先，纠正一下，楼主的问题应当是：螺栓抗拉承载力计算。 简单说，强度是单位面积的承载力，是一个指标。 公式： 承载力＝强度x 面积； 螺栓有螺纹，M24螺栓横截面面积不是24直径的圆面积，而是353平方毫米，称之为有效面积. 普通螺栓C级（4.6和4.8级）抗拉强度是170N/平方毫米。 那么承载力就是：170x353＝60010N. 换算一下，1吨相当于1000KG，相当于10000N，那么M24螺栓也就是可以承受约6吨的拉力。 螺栓有效面积可以从五金手册或钢结构手册查，强度指标可以从相关钢结构手册或规范查。当然这些也可以从网上查. 焊缝的抗拉强度计算公式比较简单 许用应力乘焊接接头系数在乘焊缝面积除以总面积,这就是平均焊接抗拉强度 抗拉强度与伸长率计算 公称直径为$7.0mm，其最大拉伸力为22。4KN，其断后标距为76.10mm，计算它的抗拉强度与身长率~！] 抗拉强度=拉力值/实际横截面面积 伸长率=（断后标距-标距）/标距*100% 抗拉强度Rm=22.4/(3.14*3.5*3.5)*10000=713.38MPa,修约后=715MPa 延伸A=（76.1-70）/70=8.71% ,修约后=8.5% 修约规则＜0.25 约为0 ≥0.75约为1 ≥0.25且小于0.75约为0.5 请问抗拉强度和屈服强度有什么区别？ 抗拉强度： 当钢材屈服到一定程度后，由于内部晶粒重新排列，其抵抗变形能力又重新提高，此时变形虽然发展很快，但却只能随着应力的提高而提高，直至应力达最大值。此后，钢材抵抗变形的能力明显降低，并在最薄弱处发生较大的塑性变形，此处试件截面迅速缩小，出现颈缩现象，直至断裂破坏。钢材受拉断裂前的最大应力值（b点对应值）称为强度极限或抗拉强度
论述混凝土强度的影响因素 李广兰 混凝土硬化后最基本的性能就是强度, 混凝土强度有抗压、抗拉、弯曲、剪切强度等。抗压强度同其他强度间有密切的关系。由于它的测定方法比较简单, 同时在混凝土结构中混凝土主要用来承受压力, 因此凝土的抗压强度就成为评价其质量的最重要的一项指标。通常所讲的混凝土强度等级是混凝土的特定抗压强度,是设计和施工时的强度指标。混凝土强度等级是按照标准方法试验测定的。用边长为15 cm的立方体试件, 标准条件( 温度为20±2℃, 相对湿度90%以上)下养护28天的抗压强度。影响混凝土强度的因素较多, 主要是混凝土的构成材料, 施工中振捣密实强度及混凝土强度增长过程中的养护条件。混凝土的组成材料包括水泥、集料( 粗、细骨料) 、水、掺合料、外加剂等。 1 水灰比是决定混凝土强度的关键 水在混凝土中的掺量是决定混凝土强度的主要因素。通常情况下, 满足水泥水化所需的水量不超过水泥重量的25%。普通混凝土常用的水灰比为0.4:0.65, 超过水化需要的水主要是为了满足工作性的需要。超量的水在混凝土内部留下了缝,使混凝土强度、密度和各种耐久性都受到不利影响, 因此, 水灰比是定混凝土强度的关键。灰水比越大( 水灰比越小) 混凝土强度越高, 灰水比越小( 水灰比越大) 强度越低。在一般情况下, 集料的强度都高于混凝土强度, 甚至高出几倍。因此, 混凝土的强度主要取决于起胶结作用的水泥石的质量。而水泥石的质量又决定于水泥标号和水灰比, 所以说水泥石质量决定于水灰比, 可从水在水泥浆体中的存在形态加以分析。经研究证明, 水泥浆体中的水有四种形态: ( 1) 化合水, 水以原子形态参加晶格, 即水分子有序排列于水化物晶格之内, 完全与水泥化合而形成新物质。这部分约占总量的20~25%。 ( 2) 凝胶水,存在于水化物凝胶中的水为凝胶所包围, 但不与水泥起水化反应。蒸发后在水泥石中留下凝胶孔。 ( 3) 毛细水,存在于毛细孔中的可蒸发水, 蒸发后留下毛细孔。 ( 4) 游离水, 对水泥浆体结构和性能完全属于多余的可蒸发水, 因此, 愈少愈好。但因为混凝土施工需一定的和易性, 故游离水不能完全避免。 以上4种存在于水泥浆体的水, 除了化合水外, 其余三种形态的水, 都将随着水泥浆体的凝结硬化而逐渐蒸发掉, 给水泥石留下的是孔隙, 而任何固体的强度都与所含孔隙率大小有关, 孔隙率越大强度越低, 隙越小强度越高。所以混凝土水灰比越大, 孔隙率越大, 强度越低, 水灰比越小, 孔隙率越小, 强度越高。 2 水泥对混凝土强度的影响 水泥标号对混凝土强度的作用是人们所熟知的, 同样配合比, 水泥标号愈高, 混凝土强度愈高, 水泥标号愈低, 混凝土强度愈低。关于水泥用量对混凝土强度的影响, 一般认为“水泥越多混凝土强度越高”。这个认识是不确切的: 这个前提应该是在水灰比不变的情况下。如果水灰比不同, 就无法谈高低问题。二是两者间关系不是永恒的。在水灰比不变的情况下, 混凝土强度有随水泥用量增加而提高的可能。 但当水泥用量增加到某一极限量时, 混凝土强度不但没有提高, 反而有下降的趋势。从水泥用量对水泥石孔隙的影响来分析, 在某一水灰比时, 水泥用量如果恰在水泥全部水化限度内, 则水泥石的孔隙率是正常的, 也就是水泥石强度是最高的。如果水泥用量增加, 相应地水也要增加。所以, 孔隙率不会降反增水泥石混凝土整个体积中的比例。在混凝土中, 水泥
第18讲教学方案——弯曲切应力、弯曲强度条件
§7-3 弯曲切应力 梁受横弯曲时，虽然横截面上既有正应力 σ，又有剪应力 τ。但一般情况下，剪应力对 梁的强度和变形的影响属于次要因素，因此对由剪力引起的剪应力，不再用变形、物理和静力关系进行推导，而是在承认正应力公式（6-2）仍然适用的基础上，假定剪应力在横截面上的分布规律，然后根据平衡条件导出剪应力的计算公式。 1．矩形截面梁 对于图6-5所示的矩形截面梁，横截面上作用剪力Q 。现分析距中性轴z 为y 的横线1aa 上的剪应力分布情况。根据剪应力成对定理，横线1aa 两端的剪应力必与截面两侧边相切，即与剪力Q 的方向一致。由于对称的关系，横线1aa 中点处的剪应力也必与Q 的方向相同。根据这三点剪应力的方向，可以设想1aa 线上各点剪应力的方向皆平行于剪力Q 。又因截面高度h 大于宽度b ，剪应力的数值沿横线1aa 不可能有太大变化，可以认为是均匀分布的。基于上述分析，可作如下假设： 1）横截面上任一点处的剪应力方向均平行于剪力 Q 。 2）剪应力沿截面宽度均匀分布。 基于上述假定得到的解，与精确解相比有足够的精确度。从图6-6a 的横弯梁中截出dx 微段，其左右截面上的内力如图6-6b 所示。梁的横截面尺寸如图6-6c 所示，现欲求距中性轴z 为y 的横线1aa 处的剪应力 τ。过1aa 用平行于中性层的纵截面11cc aa 自dx 微段中截出一微块（图6-6d ）。根据剪应力成对定理，微块的纵截面上存在均匀分布的剪应力 τ'。微块左右侧面上正应力的合力分别为1N 和2N ，其中 * 1I 1** z z A z A S I M dA I My dA N == =??σ （a ）
影响材料力学性能测试的因素 1 拉伸实验强度和延性丈量的准确度和偏向取决于能否严厉恪守指定实验办法并受设备和材料要素、试样制备和实验、丈量误差的影响。 2 关于相同材料的复验协商分歧取决于材料的平均性、试样制备的反复性、实验条件和拉伸实验参数的测定。 3 可影响实验结果的设备要素包括：拉伸实验机的刚性、减震才能、固有的频率和运动部件重量;力的指针准确度和实验机不同范围内力的运用;恰当的加力速度、用适宜的力使试样对中、夹具的平行度、夹持力、控制力的大小、引伸计的适用性和标定、热的消散(经过夹具、引伸计或辅助安装)等等。 4 能影响实验结果的材料要素包括：实验材料的代表性和平均性、试样型式、试样制备(外表光亮度，尺寸准确度，标距端部过渡圆弧，标距内锥度，弯曲试样，螺纹质量等等)。 a、有些材料对试样外表光亮度十分敏感(见注8) 必需研磨至理想光亮度，或者抛光至得到正确结果。 b、关于铸造的、轧制的、锻造的或其他非加工外表状态的试样，实验结果可能受外表特性影响(见注14)。 c、取自部件或构件隶属部位的试样，像外延局部或冒口，或者独立消费的铸件(例如, 脊形试块)可能产生不具部件或构件代表性的实验结果。 d、试样尺寸可能影响实验结果。关于圆柱形的或矩形的试样，改动试样尺寸普通对屈从强度和抗拉强度影响很小，但假如呈现改动，则可影响上屈从强度、伸长率和断面收缩率。用下式比拟不同试样测定的伸长率值： L0/(A0)1 / 2 ( 1) 其中： L0 = 试样的原始标距 A0 = 试样的原始横截面积 1 具有较小的L0/(A0)1 / 2 比值的试样普通会得出较大的伸长率和断面收缩率，例如矩形拉伸试样的宽度或厚度增加后，状况即如此。 2 坚持L0/(A0)1 / 2r比值固定最小值，但影响不大。由于增加图8比例试样的尺寸可发现伸长率和面积收缩有所增加或减少，这取决于材料和实验条件。 e、标距内有一个允许的1 %的锥度可招致伸长率值降低。1 %的锥度会使伸长率降低15 % 。
影响混凝土强度的因素 影响混凝土强度等级的因素主要有水泥等级和水灰比、集料、龄期、养护温度和湿度等有关。 1.水灰比 混凝土抗压强度与混凝土用水水泥的强度成正比，按公式计算，当水灰比相等时，高标号水泥比低标号水泥配制出的混凝土抗压强度高许多。所以混凝土施工时切勿用错了水泥标号。另外，水灰比也与混凝土强度成正比，水灰比大，混凝土强度高；水灰比小，混凝土强度低，因此，当水灰比不变时，企图用增加水泥用量来提高混凝土强度时错误的，此时只能增大混凝土和易性，增大混凝土的收缩和变形。因此影响混凝土抗压强度的主要因素是水泥强度和水灰比，要控制好混凝土质量，最重要的是控制好水泥和混凝土的水灰比两个重要环节。此外，影响混凝土强度还有其他不可忽视的因素。 2.粗骨料的影响 粗骨料对混凝土强度也有一定的影响。当石质强度相等时，决定于骨料的表面粗糙度。如：碎石表面比卵石表面粗糙，它与水泥砂浆的粘结力比卵石大；当水灰比相等或配合比相同时，两种材料配制的混凝土，碎石的混凝土强度比卵石强。一般混凝土的粗骨料控制在3.2㎝左右。对于砂的质量对混凝土的强度也有一定的影响。如果砂的含泥量大，含有一定量的有害杂质，也会降低混凝土的强度。因此，通常在施工中使用清水砂。
3.龄期的影响 混凝土在正常养护条件下，其强度将随着龄期的增加而提高， 最初7-14d内强度增长较快，28d以后增长缓慢。 4.温度的影响 温度对混凝土的质量影响很大，一般混凝土应在18-23℃之间标准养护。温度越高，混凝土的强度上升越快，反之越慢。在-5℃时，混凝土浇注工作必须停止，如果想继续浇注混凝土的话必须采取相应的措施。 提高混凝土强度的措施 根据影响混凝土强度的因素分析，提高混凝土强度可以从以下几个方面采取措施： 1.尽可能降低水灰比为使混凝土拌合物中游离水分减少，采用较小的水灰比，用水量小的干硬性混凝土，或在混凝土中掺入减水剂。 2.改善粗细骨料的颗粒级配，砂的颗粒级配是指粒径不同的砂粒互相搭配的情况，级配良好的砂，空隙率较小，不仅可以节省水泥，而且可以改善混凝土拌合物的和易性，提高混凝土的密实度，强度和耐久性。 3.掺外加剂可以改善抗冻性，抗渗性，混凝土外加剂是在拌制混凝土的过程中掺入用以改善混凝土性能的物质，掺量不大于水泥质量的5%，外加剂的掺量很小，却能显著地改善混凝土的性能，提高技术经济效果，使用方便，因此受到国内外的重视，而且已成为混凝土中除水泥、砂、石、水以外的第5组分。