在预加载阶段如何使用实验室液压机？确保高精度试样校准

在预加载阶段，实验室液压机用于对不锈钢管约束试样施加特定、低水平的力。具体而言，施加的载荷严格控制在不超过试样估计极限承载能力的 10%。这个初始步骤是一个关键的校准阶段，旨在在正式测试开始前稳定机械系统。

核心要点 预加载的主要功能是通过消除物理间隙和消除测试设备中的系统误差来机械地“就位”试样。这确保了所得的轴向载荷-位移曲线以线性段开始，保证了实验数据的科学可靠性和准确性。

预加载程序的力学原理

在此阶段，液压机并非用于测试材料的极限，而是用于准备。操作员必须将力限制在估计极限承载能力的 10%。这个安全裕度确保轻骨料混凝土芯体保持完好，并处于其弹性范围内。

即使试样端面被打磨平整，混凝土表面与机器压力板之间通常仍存在微小间隙。液压机施加足够的压力来完全闭合这些物理间隙。这确保在记录实际测试数据之前，整个横截面实现完全的机械接触。

每个测试装置都有少量的机械“松动”或顺应性。预加载可以使系统组件更刚性。此过程消除了与机器初始运动相关的系统误差，确保后续的位移读数反映的是试样的变形，而不是机器本身的变形。

对混凝土行为的科学分析依赖于对载荷-位移曲线的解释。预加载确保该曲线呈现线性的初始段。没有这种线性，就很难区分机器的稳定和材料对应力的实际反应。

如果试样未进行预加载，初始数据点通常会显示一个“脚趾”区域——一条缓慢上升的曲线，而不是线性的。这种失真使得准确计算复合材料的初始刚度或弹性模量几乎不可能。

施加超过 10% 限值的预加载是一个关键错误。过大的压力可能导致轻骨料混凝土内部过早出现微裂纹，或过早使钢管屈服。这会永久改变试样的物理特性，使后续的极限承载能力测试无效。

虽然液压机可以纠正小的间隙，但它无法补偿大的不规则性。如标准实验室规程所述，试样端面在放入液压机之前必须仍然被研磨得完全平整且垂直。只有当物理准备工作已经达到高精度时，预加载才能发挥最佳作用。

为了最大化实验数据的准确性，请根据您的分析需求，有针对性地应用预加载阶段。

通过严格应用此预加载规程，您可以确保您的实验数据不仅仅是一堆数字，而是对材料真实结构行为的忠实反映。

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Ruiqing Zhu, Haitao Chen. A Study of the Performance of Short-Column Aggregate Concrete in Rectangular Stainless Steel Pipes under Axial Compression. DOI: 10.3390/buildings14030704

本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .