[發明專利]高溫變加載速率下鋼筋應力、應變測量方法

有效

• 申請號: 201310559801.7
• 申請日: 2013-11-12
• 公開（公告）號: CN103542894A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 侯曉萌;張昊宇;鄭文忠;孫洪宇;周威;李剛
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 楊立超

1.高溫變加載速率下鋼筋應力、應變測量方法，其特征在于高溫變加載速率下鋼筋應力、應變測量方法包括以下步驟：

一、通過高溫下鋼筋應變測試系統獲得高溫下鋼筋的應力、應變曲線和相應的應力、變形曲線；

其中，所述應力、應變曲線中應變最大值為ε₀，ε₀小于鋼筋高溫下的極限拉應變；

鋼筋應變小于ε₀時，加載速率為v₁；鋼筋應變測試系統同時測量高溫下鋼筋的應力、應變和應力、位移；

當鋼筋應變超過ε₀時，鋼筋應變測試系統中高溫應變引伸計達到量程，鋼筋應變測試系統自動轉為位移測量，即測量鋼筋總變形Δ_T，加載速率為v₂；

二、進行位移測量時，基于位移協調方程，高溫下鋼筋的應變計算公式如下：

ε_T=[Δ_T-(l₀-l₁)σ_T/E_s]/l₁??????(1)

式中，ε_T表示溫度為T℃時鋼筋應變，Δ_T表示溫度為T℃時鋼筋總伸長，σ_T表示溫度為T℃時鋼筋實測應力，E_s表示鋼筋常溫下彈性模量，l₀表示鋼筋總長度，l₁表示等效處理后鋼筋溫度為T℃的長度，T₀表示室溫；

其中，所述等效處理步驟為：

繪制高溫下鋼筋的溫度分布圖，高溫下鋼筋的等效溫度分布圖，按照等效前后鋼筋溫度面積相等將高溫下鋼筋的溫度分布圖與高溫下鋼筋的等效溫度分布圖進行等效處理；

其中，所述l₁計算步驟為：

根據應變測量和變形測量變化處鋼筋應變相等的原則，迭代計算等效后鋼筋溫度為T℃的長度l₁：

①、確定高溫下（T）應變為ε₀時對應的鋼筋總伸長Δ_T和應力σ_T；

②、在室溫下（T₀）應力、應變曲線中找到與σ_T應力相同時的應變；

③、給定一個l₁初始值，帶入式(1)，求ε_T；

④、調整l₁初始值；

⑤、重復步驟③、④，迭代計算直到ε_T等于ε₀，記錄ε_T等于ε₀時的l₁值；

⑥、用l₁值和大于ε₀的應力、變形曲線中應力σ_T，計算鋼筋高溫區應變ε_T，進而將應變大于ε₀的鋼筋應力、變形曲線轉化為應力、應變曲線；

三、假設高溫下鋼筋的應力、應變曲線由一個“粘壺模型”和一個無粘性的彈塑性元件組成，定義加載速率v與應變變化率的比值當加載速率v₁時，由“粘壺模型”提供的應力σ₁=k×v₁/α；加載速度為v₂時，由“粘壺模型”提供的應力σ₂=k×v₂/α，由此可得粘性特征值k/α：

k/α=σ2-σ1v2-v1---(2)]]>

由步驟一中獲得的應力、應變曲線可得到加載速率轉變時應力的變化，即（σ₂-σ₁），將兩階段加載速率v₁、v₂與（σ₂-σ₁）代入公式（2），即可求出對應于每個試件在一定溫度下的粘性特征值k/α，k為粘性系數；

四、按式(3)將兩階段加載速率v₁、v₂獲得的應力—應變曲線轉變為任意加載速率v下的應力、應變曲線：

σ=σ_i+k/α(v-v_i)i=1,2??????（3）

即完成了高溫變加載速率下鋼筋應力、應變測量方法。