为什么使用微机控制的电液伺服试验机进行混凝土试验？捕捉峰值和峰后数据

选择微机控制的电液伺服压力试验机主要是因为它能够精确、自动地在载荷控制和位移控制之间切换。这种双模式功能对于测试不锈钢管约束轻骨料混凝土至关重要，因为它允许研究人员首先施加恒定的力，然后在材料开始屈服后无缝过渡到控制变形率。

核心见解：这种特定机器的价值在于它能够在测试过程中防止突然的、灾难性的失效。在屈服后切换到位移控制，它可以“抓住”试样，从而能够详细记录材料的残余强度和逐渐破坏过程，而不仅仅是其断裂点。

控制机制

在试验的初始阶段，混凝土柱表现出弹性行为。在此阶段，机器使用载荷控制以恒定、稳定的速率施加力。

这确保施加到柱上的应力呈线性且可预测地增加。它准确地模拟了柱在实际结构场景中直至屈服点所承受的重量或压力的累积。

一旦试样达到屈服点（开始发生永久变形），机器会自动切换到高精度位移控制。

机器不再增加力，而是控制压缩头移动的距离。这一点至关重要，因为在屈服后，材料可能需要较小的力才能继续变形；位移控制允许机器跟踪这种行为，而不会立即压碎样品。

标准试验机通常无法在达到极限强度后捕获数据，导致数据突然下降。

伺服控制的机器可以捕获应力-应变曲线的下降段。这些数据揭示了柱在失效过程中的行为，提供了关于其延展性和吸能能力的重要信息。

复合柱依赖于钢管和混凝土芯之间的相互作用。

随着混凝土开裂和膨胀，钢管对其进行约束。该机器的精确控制使研究人员能够观察到这种应力再分配过程，特别是载荷如何在失效的混凝土和约束钢管之间转移。

即使在混凝土达到其极限强度后，由于钢管的约束，它仍然保留一定的承载能力。

该机器允许试验安全地继续进行到这个阶段。它捕获了残余承载能力，这对于理解地震或过载事件中的安全裕度至关重要。

虽然机器控制宏观压缩，但它为外部传感器提供了稳定的环境。

安装在钢管上的高灵敏度电阻应变片依赖于机器的平稳运行来捕获精确的纵向和横向变形数据，而不会产生噪声或振动尖峰。

伺服控制的稳定性允许计算约束系数。

研究人员可以将机器的载荷数据与应变片读数相关联，以精确量化钢管在试验的每一毫秒对核心混凝土提供的支撑程度。

从弹性行为到弹塑性行为的转变涉及到材料在压力下的膨胀方式发生显著变化。

在机器受控压缩过程中收集的数据允许观察泊松比，跟踪其从弹性阶段稳定的 0.3 到弹塑性阶段高得多的 0.7 的演变。

这种精度水平需要复杂的编程。操作员必须准确定义载荷和位移控制之间的切换点；设置不正确可能导致过早失效或数据无效。

伺服液压系统比标准液压机昂贵得多，也复杂得多。它们需要对液压油和伺服阀进行严格维护，以保持位移控制所需的高精度响应。

如果您正在确定为结构测试使用哪种设备，请考虑您的具体分析需求：

总之，当您需要了解柱子何时失效，以及如何失效时，请使用此机器。

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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 .