Page 40 - 理化检验-物理分册2022年第九期

于 湃, 等: 钢索钢丝绳断后伸长率测试新方法

图 1 钢索结构及轴心横截面示意

2 新测试方法

依据 GB / T228.1 — 2010 , 利用设备自带软件提
前编写试验程序, 使试验机按要求进行加载、 保载、
卸载等一系列连续动作, 以实现自动控制, 也可以切
换到手动控制完成断后伸长率的测试。完成断后伸
长率测试之后, 继续不间断地以恒定的试验速率持
续加载, 直到试样断裂, 以得到试样的破断拉力。
2.1 专用工装
钢索由外面的铠装不锈钢丝和铜丝包裹, 里面
由多股细丝组成, 因此试验时无法采用螺纹连接方
式对其进行装夹。采用液压式楔形夹持方式进行拉
图 2 圆盘缠绕 + 凸轮锁紧夹具的连接拉伸过程示意
伸试验的结果显示: 当液压压力过大时, 试样端部易
夹具适合不同长度试样的测试。此外, 该工装夹具
被夹扁而产生应力集中, 并且夹持端单股细丝出现
还具备加工简单、 方便操作的优点, 因此, 此次试验
了连续的过早断裂, 使试样不断振动, 无法实施断后
采用第二种工装夹具。
伸长率测试; 当液压压力过小时, 试样因夹持不牢而
出现打滑或拉脱, 无法判断试样的断裂位置。采用
小载荷平板夹持方式, 则无法夹紧试样, 因此现有的
试验装夹方式均不适合钢索断后伸长率的测试, 必
须研制出专用工装, 才能做到既将试样夹持牢固, 又
不损伤试样, 从而保证试验有效。
根据钢索结构特点设计出两种工装, 第一种工
装采用圆盘缠绕 + 凸轮锁紧方式, 其连接拉伸过程
如图 2 所示。由图 2 可知, 这种工装夹持牢固, 不易
出现打滑现象, 为避免夹持时因应力集中而使试样
在非平行段位置断裂, 故将其设计成上、 下夹具经圆
盘缠绕和凸轮锁紧, 但夹持部分需要一定的长度, 因
此该工装夹具仅适合长试样的拉伸试验, 无法完成 图 3 组合式锁紧夹具的连接拉伸过程示意
长度在 1000mm 以下短试样的断后伸长率测试。 2.2 应变速率

第二种工装采用组合式的锁紧方式, 即将工装 试验时的应变速率对拉伸试验结果有一定的影
设计成带 2 块有 V 型槽口的组合夹块, 采用螺栓和 响, 即抗拉强度随着应变速率的增大而减小, 静态断
螺帽连接的方式使试样夹持部分均匀受力并牢固锁 后伸长率随着应变速率的增大而增大。因为之前没
紧( 见图 3 )。采用该工装夹具进行试验时, 试样不 有开展过钢索动态断后伸长率的测试, 所以有必要
易出现打滑, 避免了应力集中, 试样在有效 位置断 分析应变速率对试样破断拉力和动态断后伸长率的
裂, 因其平行段之外的夹持部分相对较短, 故该工装
影响, 才能制定合理的试验应变速率。依据 GB / T
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