圓環(huán)耐撞性研究書(編輯修改稿)
2025-07-19 23:12 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 （）或者 （）其中，L是圓環(huán)的寬度或者圓管的長度。這說明了載荷隨撓度的增加而增加（）。值得注意的是，至今為止對圓環(huán)所提出的分析，也同樣適用于在類似載荷作用的圓管，只要屈服應力選取適當?shù)闹?。于是，長度不超過其壁厚幾倍的短圓管可以看做是圓環(huán)，式（）中Y等于簡單拉伸試驗得到的屈服應力。3 圓環(huán)的壓縮和沖擊試驗研究 圓環(huán)的壓縮試驗 試驗儀器名稱：電子多功能試驗機 型號：CMT 5105A 規(guī)格：100 KN 精度等級：工作原理：試驗機利用兩個壓頭對試件以恒定的速度進行壓縮，這個速度可以通過電腦設置；通過力傳感器和位移傳感器，可以在電腦上顯示其數(shù)據(jù)和圖象，這樣既可以知道壓頭的位移，同時可以看到實時的載荷，防止載荷太大產(chǎn)生過載。 試驗試件 圓環(huán)試件的尺寸(mm)圓環(huán)內(nèi)徑圓環(huán)外徑圓環(huán)壁厚圓環(huán)高度5458210試件材料類型：低碳鋼，型號：Q235 試驗內(nèi)容試驗前，首先把要進行試驗的圓環(huán)準備好。接通電子多功能試驗機的電源，打開試驗機開關，檢查試驗機運行狀況，確定運行正常。放置試件到壓縮基座上，選用壓頭，使用電腦控制上壓頭，并使其下降，一直到與試件上段輕微接觸的高度，停止上沖頭的下降，把位移和軸力清零，設定下降速度、位移等；點擊按鈕“Run”，開始進行靜壓試驗，觀察試件的變形情況，并用相機記錄變形圖片；進行靜壓直到?jīng)_頭到合適位置，點擊“Stop”按鈕，停止下壓，提升沖頭，保存試驗圖象和數(shù)據(jù)；記錄其最終變形情況。 中北大學萬能試驗機照片 試驗結(jié)果實驗1： 圖 試件1初始圖圖 試件1變形圖一圖 試件1變形圖二 圖 試件1變形圖三圖 試件1變形圖四圖 試件1變形圖五圖 試驗測得的壓縮圓環(huán)1的載荷—位移曲線圖 壓縮圓環(huán)1的載荷—位移曲線 試驗得到的壓縮圓環(huán)1的載荷—位移數(shù)值載荷N位移mm載荷N位移mm載荷N位移mm1112341535538138239356944598342672584445實驗2：圖 試件2的初始圖 圖 試件2變形圖一圖 試件2變形圖二圖 試件2變形圖三 圖 試件2變形圖四圖 試件2變形圖五 圖 壓縮圓環(huán)2的載荷—位移曲線 圖 試驗測得壓縮圓環(huán)2的載荷—位移曲線表 試驗得到的壓縮圓環(huán)2的載荷—位移數(shù)值載荷N位移mm載荷N位移mm載荷N位移mm06522665212828301323392135507340上面這些圖片是圓環(huán)試件1和2在壓力下的變形情況。在剛進入變形的階段, 載荷和位移呈線性關系；當載荷繼續(xù)增大，隨位移的增加, 載荷非常緩慢地增大, 載荷—位移曲線為一斜率很小的直線；載荷隨位移的增加而快速增大。，此時圓環(huán)內(nèi)已經(jīng)形成兩個塑性鉸在圓環(huán)的頂部和底部，但是這尚不足使圓環(huán)成為機構(gòu)。隨著壓縮的繼續(xù)，載荷繼續(xù)增大，圓環(huán)的頂部和底部都向圓心方向產(chǎn)生凹陷，圓環(huán)的頂部和底部還有左右端都形成了四個塑性鉸，圓環(huán)此時成為機構(gòu)，；在整個圓環(huán)的壓縮過程中，圓環(huán)處于一個對稱的塑性變形階段（），圓環(huán)通過塑性變形吸收能量。從數(shù)據(jù)文件中可看到，在位移的增加過程中，有時在一定的范圍內(nèi)載荷會出現(xiàn)較小的減小，然后，再增大。當變形進行時，塑性彎矩抗力增加。而且塑性變形將發(fā)生在一個區(qū)域內(nèi)，而不是限于一個局部化的塑性鉸，即鉸有一定長度，這個幾何變化改變了力臂長度，導致載荷的改變。由于載荷作用點隨位移的增加而外移，載荷對邊鉸的力臂減小，因而圓環(huán)的承載能力將隨變形而增大。下面是Reid于1983年給出的受壓圓環(huán)大變形的載荷—位移曲線：—位移曲線的實驗和理論比較（h/R=,R=,L=）（Reid，1983）預測的力低于實驗結(jié)果，緣于塑性彎矩抗力增加和力臂長度改變導致的載荷改變。在以上兩個圓環(huán)的壓縮試驗中，得到的載荷—位移曲線和經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后繪制的載荷—位移曲線是一致的。并且與Reid給出的曲線及其相似。 圓環(huán)的沖擊試驗沖擊試驗可以通過落錘，擺錘或傾斜的滑軌進行。當使用落錘時，有關裝置將一個質(zhì)量塊（落錘）提升至一定高度后釋放，從而使落錘對放置在試驗臺基座上結(jié)構(gòu)的沖擊。所能獲得的下落最大速度是由落錘的總高度決定的（通常利用滾柱軸承，盡量減少垂直導軌上的摩擦）。所使用的典型的儀器包括附著在沖擊質(zhì)量塊上的加速度計，測量沖擊前速度的儀器（通常是測量通過一段已知距離的時間間隔）記錄沖擊質(zhì)量塊運動的位移傳感器以及放置于被測量結(jié)構(gòu)下面的動態(tài)力傳感器。 中北大學液晶全自動落錘沖擊萬能試驗機照片 試驗儀器名稱：液晶全自動落錘沖擊試驗機最大沖擊能量：300 J最大沖擊高度：2000 mm錘頭重量范圍：～16kg高度誤差：σ≤177。10 mm 試驗原理在只考慮重力作用下的近似理想狀態(tài)下，落錘式試驗機的勢能改變量等于其動能的改變量： 重物
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