Φ15.24mm钢绞线力学性能的分析

Φ15.24mm钢绞线力学性能的分析

班级：机材A1241 姓名：邓洋洋 学号：11213140108

一、实验目的

为极大地满足钢绞线在实际应用过程中的技术要求，厂家在生产中必须严格把关：制定符合标准的生产工艺，生产过程中的合理操作以及质检部门的认真试验和技术标准的检验。其中，质检部门的技术检测往往在生产中起主导作用，并“指挥”着生产顺利进行。以下将对15.24mm、1860MPa光面钢绞线的弹性模量、扭转值、抗拉强度、延伸率等数据进行统计，结合产品标准分析数据的离散性，并学会弹性模量在实践工程中的应用。 二、实验设备

电子称重机、钢尺（1m）、游标卡尺、液压式万能试验机（拉伸机和主机）、引伸计、普通电脑。

液压式万能试验机包括拉伸机和主机，分别如图1（a）和图1（b）所示。由主机采用油缸上置四柱式框架结构，液压夹紧。试验空间的大小通过下夹头的升降进行调整。

（a）拉伸机

图1 液压式万能试验机

(b)主机

普通电脑用于记录数据及分析数据，控制试验机的开始与暂停。 利用测感实时测量钢绞线拉伸量的引伸计，如图2所示。

1

图2 引伸计

三、实验内容

1、测量钢绞线试样直径：用千分尺测量其实际直径，并将数据填入表格中； 2、测量米重：确保试样表面无泥土油污等其他东西，然后将试样置于电子称重机上，保持静止状态，待示数停止跳动后读记录数据。测量其实际长度，记于表中。最后计算其米重填入表中；

3、装夹试样：开启主机，打开送油阀把活塞升起5~10mm定位，根据试样长度调整上下两液压钳的相对距离。将试样装夹到钳口座内，并把钳口座连带试样一起固定在上下液压钳内；

4、在试样中部位置两相差20cm处贴上胶布，并用松紧带将引伸计上下两端固定在胶布上，打开引伸计上的活栓；

5、给进油阀门开始试验，根据电脑实时显示的试样伸长率以及主机大表盘上的示数来慢慢调节油阀门的进给量；

6、当试样的伸长率趋于平稳且到达一定值时（由电脑实时绘图可知），从试样上取下引伸计，并停止油阀门的进给；

7、通过电脑上试样伸长率示意图求出弹性模量在195±10GPa范围内的各项参数，记录数据于表格中；

8、分析各项参数，是否在企业工艺卡标准允许范围之内，对质量要求不合格的试样进行标记记录。 四、实验数据与分析

由奥盛（九江）新材料有限公司质检部提供数据见表1所示。

2

表1 Φ15.24mm钢绞线力学性能实验记录

规定

破断

直径

来样编号

mm

KN

（KN）

91407060103b1 91407060103b2 91407060103b3 91407060104b1 91407060104b2 91407060104c3 91407060105c1 91407060105c2 91407060105c3 91407070106a1 91407070106a2 91407070106a3 91407020082a1 91407020082a2 91407020082a3 91407020083b1 91407020083b2 91407020083b3 91407020084b1 91407020084b2 91407020084b3 91407020085b1 91407020085b2 91407020085b3

每米

弹性

伸长率

模量

（%）

GPa

实际 重量Kg·m-1 1.110 1.109 1.108 1.107 1.107 1.106 1.112 1.110 1.111 1.112 1.107 1.113 1.103 1.101 1.097 1.098 1.099 1.099 1.100 1.104 1.102 1.102 1.101 1.102

228 227 224 226 227 223 220 231

7 7 7 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 7 7 7 7

捻距 mm

矢高 mm·m-1

总伸长

拉力

1.0%的力

15.30 15.30 15.30 15.28 15.28 15.28 15.22 15.22 15.22 15.28 15.28 15.28 15.22 15.22 15.22 15.20 15.20 15.20 15.24 15.24 15.24 15.24 15.24 15.24

267.89 269.20 270.25 266.27 266.24 271.54 271.01 265.00 265.10 267.74 266.43 267.63 269.58 268.74 270.45 269.97 271.03 277.44 274.70 274.30 276.88 271.84 276.60 272.34

248.91 247.93 250.35 246.03 242.84 251.89 253.93 241.49 242.81 249.13 242.33 243.25 243.36 249.09 245.02 248.78 247.87 257.15 255.13 250.96 253.60 247.38 257.83 250.53

4.2 4.2 4.4 4.7 4.4 4.6 4.6 4.5 4.5 4.7 4.5 4.6 4.6 4.5 4.5 4.8 4.9 4.7 4.9 5.0 4.3 4.9 4.6 4.6

197 197 194 195 195 192 193 191 192 196 192 193 192 197 192 196 196 191 191 192 197 197 196 196

3

91407020086c1 91407020086c2 91407020086c3 91407020086c4 91407020086c5

15.22 15.22 15.22 15.22 15.22

274.95 271.03 271.02 272.99 271.13

257.85 242.52 244.58 251.11 246.07

4.1 4.7 4.7 4.6 4.5

200 196 196 199 198

1.102 1.101 1.100 1.100 1.102

230

7 7 7 7 7

对所测拉伸试验数据进行统计学分析，如表2所示。 标准差公式：

2??x?x?ii?1n

SD?n?1

（1）

式中：x表示平均值；n为样本个数。

表2 各力学性能指标的平均值和标准差

直径

mm

破断 拉力 KN 270.665

规定 总伸长1.0%的力（KN） 248.611

伸长率 （%）

弹性模量 GPa

每米实际 重量 Kg·m-1

捻距

mm

矢高 mm·m-1

平

均值 标准差

15.243 4.579 194.793 1.104 226.222 7.586

0.032 3.442 4.870 0.216 2.583 0.005 3.456 0.501

参照ASTMA416/A416M-02标准和检验要求，如表3所示。

表3 参照ASTMA416/A416M-02标准和检验要求

直径 mm

破断 拉力 KN

规定 总伸长1.0%的力（KN） ≥234.6

伸长率 （%）

弹性模量 GPa

每米实际 重量 Kg·m-1

捻距

mm

矢高 mm·m-1

标

准15.15~15.40 ≥260.7 值

≥3.5% 195±10 — 190~240 ≤25

对表1的29组试样的破断拉力值和弹性模量进行离散绘图分析处理，见图3和图4所示。

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