花岗石力学性质
花岗石
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花岗石是一种由火山爆发的熔岩在受到相当的压力的熔融状态下隆起至地壳表层，岩浆不喷出地面，而在地底下慢慢冷却凝固后形成的构造岩，是一种深成酸性火成岩，属于岩浆岩(火成岩)。花岗石以石英、长石和云母为主要成分。其中长石含量为40%-60%，石英含量为20%-40%，其颜色决定于所含成分的种类和数量。岩质坚硬密实。
中文名
花岗石
拼音
huā gāng shí
性质
钢硬的晶状体石材
组成
岩浆岩(火成岩)
目录
.1组成
.2特质
.?物理性质
.?物理特性
.?化学性质
.3分类
.4特点
.5特性
.6品种
.?红色系列
.?黄红色系列
.?花白系列
.?黑色系列
.?青色系列
.7制品
.?剁斧板材
.?机刨板材
.?粗磨板材
.?磨光板材
.8应用
.9选购
.10分布
.11保养
.12矿山开采
组成编辑
花岗岩由火成岩形成,是一种钢硬的晶状体石材，最初由长石、石英
花岗石
而形成且夹杂着一种或多种黑色矿物质，在结构上都是平整排列的。
花岗石以石英、长石和云母为主要成分。其中长石含量为40%-60%，石英含量为20%-40%，其颜色决定于所含成分的种类和数量。花岗石为全结晶结构的岩石，优质花岗石晶粒细而均匀、构造紧密、石英含量多、长石光泽明亮。
花岗石的二氧化硅含量较高，属于酸性岩石。某些花岗石含有微量放射性元素，这类花岗石应避免用于室内。花岗石结构致密、质地坚硬、耐酸碱、耐气候性好，可以在室外长期使用。
特质编辑
物理性质
花岗岩是独一无二的材料，这些的物理特点主要表现如下多孔性/渗透性：花岗岩的物理渗透性几乎可以忽略不计，在0.2%-4%之间热稳定性：花岗岩具有高强度的耐
花岗石
热稳定性，它不会因为外界温度的改变而发生变化，花岗岩因其密度很高而不会因温度及空气成份的改变而发生变化。花岗岩具有很强的抗腐蚀性，因此很广泛的被运用在储备化学腐蚀品上延展性：花岗岩的延展系数范围4.7x10-6 - 9.0x10-6(inch x inch). 颜色：花岗岩的颜色及材质都是高度一致的硬度：花岗岩是最硬的建筑材料，也由于它的超强硬度而使它具有很好的耐磨性。成份：花岗岩主要由石英及正长石及微斜长石组成，最原始的花岗岩主
要由以下三部分给成：长石石英黑云母。各成份所占的比例一般由颜色及材质决定，但一般是长石所占的比例是65%-90%石英10%-60%黑云母10%-15%
物理特性
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密度：2790-3070 kg/m3
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抗压强度：1000-3000 kg/cm2
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弹性模量：1.3-1.5x106 kg/cm3
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吸水率：0.13 %
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肖氏硬度：> HS 70
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比重：2.6～2.75
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化学性质
花岗岩主要由长石，石英，黑云母组成，但也伴随着其它矿物质的存在，各种比例主要如下
成分SiO2 Al2O3 CaO MgO Fe2O3
含量（%）67-76 12-17 0.1-2.7 0.5-1.6 0.2-0.9
分类编辑
花岗石由于成分形成复杂形成条件多样，所以种类繁
花岗石
多，有多种的分类方式。
按所含矿物种类分
分为黑色花岗石、白云母花岗石、角闪花岗石、二云母花岗石等；
按结构构造分
可分为细粒花岗石、中粒花岗石、粗粒花岗石、斑状花岗石、似斑状花岗石、晶洞花岗石及片麻状花岗石等；
按所含副矿物分
可分为含锡石花岗石、含铌铁矿花岗石、含铍花岗石、锂云母花岗石、电气石花岗石等。
常见长石化、云英岩化、电气石化等自变质作用。
特点编辑
花岗岩结构致密，抗压强度高，吸水率低，表面硬度大，化学稳定
花岗石
性好，耐久性强，但耐火性差。
花岗石呈细粒、中粒、粗粒的粒状结构，或似斑状结构，其颗粒均匀细密，间隙小（孔隙度一般为0.3%～0.7%），吸水率不高（吸水率一般为0.15%～0.46%），有良好的抗冻性能。
花岗岩的硬度高，其摩氏硬度在6左右，，其密度在2.63g/cm3到2.75 g/cm3之间,其压缩强度在100-300MPa，其中细粒花岗岩可高达300MPa以上，抗弯曲强度一般在10～30Mpa。花岗岩常常以岩基、岩株、岩块等形式产出，并受区域大地构造控制，一般规模都比较大，分布也比较广泛，所以开采方便，易出大料，并且其节理发育有规律，有利于开采形状规则的石料。
花岗岩成荒率高，能进行各种加工，板材可拼性良好。还有花岗岩不易风化，能用做户外装饰用石。花岗岩的质地纹路均匀，颜色虽然以淡色系为主，但也十分丰富有红色，白色，黄色，绿色，黑色，紫色，棕色，米色，兰色等等，而且其色彩相对变化不大，适合大面积的使用。
特性编辑
花岗石美丽、耐久、非常坚硬。在古代，如果有了的开采、加工设备和技术，它肯定比大理石更流行。
花岗石因经常含有其它矿物质，如角闪石和云母，而呈现各种颜色，包括：褐色、绿色、红色和常见的黑色等。因为它结晶过程很慢，它的晶体象魔方一样一个个地交织在一起，
花岗石
所以它很坚硬。它同房子一样耐久，不掉碎屑，不易刮伤，不怕高温。不论颜色或亮光，只要有一些养护的常识，都不会褪色或变暗。他几乎不受污染，抛光后表面光泽度很高，各种天气带来的杂质几乎都不能粘附。
开采花岗石一般用钢丝绳锯法。出现了密集排眼法和火焰喷射法等新工艺。火焰喷射法开采的石块切缝整齐，不生暗伤，生产效率高。采下的石块经粗整后称为荒料，再经人工钻眼打锲或机器锯割，制得所需规格尺寸的块材、板材；用铣石机或旋床加工，成为圆柱形或
弧形体；最后人工斩凿粗、细岩状纹，或用机器研磨、抛光，使表面晶莹光亮。花岗石不污染环境。合成材料常伴有不好的甚至有毒的副产品，在建筑的使用期限内需要更换几次（每次都回有处理问题）。花岗石不需更换，因为它非常耐久。
另外，花岗石非常实用，可做成多种表面--抛光、亚光、细
花岗石
磨、火烧、水刀处理和喷沙。由于花岗岩中常常含有放射性物质，使用花岗岩的时候需要测量其辐射水平，再确认其使用场合。
品种编辑
装饰花岗石磨光板材光亮如镜，有华丽高贵的装饰效果。常见的花岗石磨光板品种有：
红色系列
四川红、石棉红、岑溪红、虎皮红、樱桃红、平谷红、杜
鹃红、玫瑰红、贵妃红、鲁青红、连州大红等。
黄红色系列
岑溪桔红、东留肉红、连州浅红、兴洋桃红、兴洋桔红、浅红小花、樱花红、珊瑚花、虎皮黄等。
花白系列
白石花、白虎涧、黑白花、芝麻白、花白、岭南花白、济南花白、四川花白,等。
黑色系列
淡青黑、纯黑、芝麻黑、四川黑、烟台黑、沈阳黑、长春黑等。
青色系列
芝麻青、米易绿、细麻青、济南青、竹叶青、菊花青、青花、芦花青、南雄青、攀西兰等。
制品编辑
天然花岗石制品根据加工方式不同可分为：
剁斧板材
石材表面经手工剁斧加工，表面粗糙，具有规则的条状斧纹。表面
质感粗犷，用于防滑地面、台阶、基座等。
机刨板材
石材表面机械刨平，表面平整，有相互平行的刨切纹，用于与剁斧板材类似用途，但表面质感比较细腻。
粗磨板材
石材表面经过粗磨，平滑无光泽，主要用于需要柔光效果的墙面、柱面、台阶、基座等。
磨光板材
石材表面经过精磨和抛光加工，表面平整光亮，花岗岩晶体结构纹理清晰，颜色绚丽多彩，用于需要高光泽平滑表面效果的墙面、地面和柱面。
应用编辑
花岗石的用途根据晶粒大小分：晶粒细小的可加以磨光
花岗石
或雕琢，作为装饰板材或艺术品；中等粒度的常用于修筑桥墩、桥拱、堤坝、海港、勒脚、基础、路面等；晶粒粗大的轧制成碎石，是混凝土的优良集料。由于花岗石耐酸，还用做化工、冶金生产中的耐酸衬料和容器。
选购编辑
1、检查所提供的石材为天然石材，其材料性能是否满足或优于天然花岗石（JB/T
7974—2001）
2、质量检测要求：外形尺寸规定值或允许偏差值长≤±1mm，宽、厚±1mm，表面平
整度规定值或允许偏差值≤0.5mm，对角线规定值或允许偏差值≤0.5mm。
3、花岗石平台外观质量是否为优等品，块材的颜色、色差、花纹是否调和，均匀一致。
4、平台表面是否有缺棱、缺角、裂纹、色斑、色线、坑窝外观缺陷。
5、平台表面是否涂刷六面石材防护涂料，确保石材的防水、防污性能。
6、石材是否通过国家石材质量监测中心的有关检验，包括物理性、放射性、冻融性等、
并具有关检验报告。
7、石材产地及名称。
从质量上来看，国产石材与进口石材的差距并不大，但是价格却少了许多。原因主要在于进口石材更加富于变化，更具装饰性，也就是说进口的石材铺起来要好看一些。这种工艺上的差距不是一下子就能消除的，中国各厂家都在努力缩小这个差距。在实用性上，国产石材可以说已经毫不逊色于进口石材了。
购买的时候，很多人会停留在大理石与花岗石上。在购买的时候要注意哪些问题呢？
厚薄要均匀，四个角要准确分明，切边要整齐，各个直角要相互对应；表面要光滑明亮，光亮在80度以上，且不要有凹坑；花纹要均匀，图案鲜明，没有杂色，色差也要一
致；内部结构紧密，没有裂缝；承重厚度不能小于9～10mm。方块地板选购从表面上看要注意方块切割是否整齐，表面的光滑度、图案、颜色等。
质量的控制
质量控制主要在工艺和材料两方面。近年来，花岗石等石材装饰幕墙的实现流行采用饰板干挂工艺，其主要优点有安全耐久、清洁美观、施工便捷等等。此外，石材相关材料也是保证工程质量的关键，除石材外，主要有钢(铝)骨架材料，挂板，挂钩，结构胶和密封耐侯胶等。铝材表面的电镀层必须达到国家标准，钢材一定要进行热镀锌或用其它的防腐材料进行处理，以保证其不发生锈蚀。结构胶和耐侯胶必须符合国家标准，确保不发生渗油。
分布编辑
‘济南青’花岗石
中国花岗石矿产资源也极为丰富，储量大，品种多。据调查资
花岗石
料统计，中国天然花岗石的花色品种100多种。建筑装饰用花岗石其花纹、色泽特征及原料产地来命名的。其中较好的有河南偃师菊花青、雪花青、云里梅，山东济南的济南青，安阳林州的林州青、林州绿、森林绿，四川石棉的石棉，江西上高的豆绿色，广东中山的中山玉，山西灵邱的贵妃红，桔、麻点白、绿黑花、黄黑花等。花岗石取材于地下优质的岩石层，经过亿万年自然时效，形态极为稳定，不用担心因常规的温差而发生变形。花岗石平台经严格物理试验和选择的花岗石料，结晶细密，质地坚硬。由于花岗石系非金属材料，绝无磁性反应，亦无塑性变形。花岗石平台其硬度高，因此精度保持性好。由于花岗岩中常常含有放射性物质，使用花岗岩的时候需要测量其辐射水平，再确认其使用场合。
中国的花岗石资源丰富,品种繁多，自古在土木工程中大量采用。作为饰面石材的就有济南青等40余种，主要产地为：山东的泰山、崂山，陕西的华山，北京的西山以及福建南部等。
保养编辑
新铺设的花岗岩地面不宜做底蜡和面蜡：为何新铺设的花岗岩地面不适宜做底蜡和面蜡，我们可以把它和大理石做一个比较就可以得出结论。
大理石表面不论新旧，都是由碳酸钙结晶体组成，颗粒大，因此孔隙大，即使经过细致的精心抛光，在显微镜下仍可看到凹凸不平的界面，这细微的孔隙对于落蜡来说正是优点：等涂上底蜡时，底蜡分子量小，渗透力强，再加上毛细作用，很快底蜡被吸附在大理石表面而成膜，当底蜡里的水分完全挥发后，吸附力更大，这种吸附力至关重要，它是用于抗衡因人员走动和拖动物品而施加在它表面的作用力，而不至于使蜡面脱离地面。
而对于新铺设的花岗岩地面，它主要的成分为石英、云母、长石的结晶体，密度大，硬度极高，再加上人工抛光，使得花岗岩表面几无孔隙，因此当落蜡的时候，底蜡无法渗透，无毛细作用，当然也就没有或只有很微弱的吸附力，这样的蜡面当人员在它上面行走的时候，很容易就脱落，使得落蜡工作徒劳无益。
针对这种情况，对于新铺设的花岗岩，在铺设后的半年至一年时间内，只需用喷洁保养蜡进行喷磨，以便防止污渍渗入花岗岩，并维持其表面光亮度即可。由于每天穿行的人流走向不同，力度不同，对花岗岩表面的磨损程度也不同，经过一段时间的作用。
矿山开采编辑
一、花岗岩矿山开采一般分为以下几个步骤：
花岗岩矿山开采，首先要根据资源条件和市场需求情况来选择首采区，确定开采境界，矿山生产规模、矿山工作制度等。在综合分析自然环境、经济技术条件的基础上开展矿山开采。采矿过程可分为开拓运输、剥离和采矿。
1．开拓运输和装载
开拓运输的任务是开辟矿山工业场区到采场内各工作台阶之间的运输通路及到废石场的运输通路。花岗岩露天矿常用开拓运输方式有：
1)公路开拓汽车运输，这种方式灵活机动，能充分发挥装载设备的效率，是广泛采用的
方式。
2)无沟开拓桅杆起重机吊运，这种方法无需开掘从地表至开采台阶的运输沟道，而直接
由桅杆起重机装入运输设备。这种方法工程量小，投资少，但受桅杆起重机能力和工作范围的限制，灵活性差。
此外，还有斜坡卷扬机道开拓台车运输、公路汽车与桅杆起重机联合开拓运输等方式。
将荒料装上运输设备的装载设备有固定式和移运式两类。桅杆式起重机属固定式，这类设备起重高度大、起重量大，兼有装载和运输功能；履带式起重机和轮胎式起重机为移动式装载设备，这类设备机动灵活，但起重高度、起重量较小，不适于大规格荒料的装载。矿山废石的运输常用人工推车、前装机、推土机、起重机、汽车等设备。
2．荒料开采大致分以下几工序：
⑴盖层剥离：是将盖在矿石之上的浮土和非矿岩层剥去，以利于矿石开采的一道工序。目前矿山多采用人工剥离的方法，仅有部分采矿点采用推土机和轮式装载机等机械进行剥离。
⑵分离：是使条形块石与矿层原岩分离的第二道工序。限于现有开采规模和生产方式，矿山采荒基本上是采用人工凿眼劈裂和控制爆破两种方法。人工劈裂法是以传统的人工凿眼、打楔手工劈裂，这种方法劳动强度相对较大，效率低，但出荒率高，易于整形；控制爆破法是用手持风钻打眼，用黑火药或小药卷进行控制爆破。
⑶顶翻：是将条状块石翻倒，以利将其切割分离。顶翻的工具有多种如手动千斤顶、液压顶石机、推移气包和牵引法等。目前矿山上主要使用的是千斤顶和牵引法。
⑷解体分割：是将条状块石按所需的规模分割毛荒料或荒料。解体分割的方法与分离方法大致相似，主要使用的是人工打楔、凿眼劈裂和控制爆破等方法。
⑸整形：整形是将分割后的荒料毛坯，通过一定的加工形成符合规模的成品荒料。整形的方法有手工锤打、小型手持式钻机、手持式凿岩机，以及串珠式金刚石绳锯和整形机等。目前矿同中使用的方法主要是手工锤打和錾凿等简易方法，无机械作业。
⑹起吊装载：是将加工成形的荒料运装至运输工具的工序。吊装使用的工具可以是多种多样。矿山目前多使用桅杆吊，也有少数采矿点使用汽车吊、装载机和履带吊等。⑺清碴：是将不成荒料的碎石运离荒料加工场的工序。
二、花岗岩矿山开采的技术要求
一般条件下，生产剥采比在0.3左右时，花岗岩矿的最低经济荒料率为15%～25%。
(1) 采矿场台阶高度采用移动式起重机时，台阶高度4～6m；采用小型桅杆式起重机，台阶高度小于或等于14m；大型桅杆式起重机，台阶高度小于或等于62m。分台阶坡面角一般为90°，最终坡面角视岩石稳定情况确定。
(2)条石宽度视开采设备性能、荒料规格及裂隙情况确定，一般为1～3m。
(3)工作面长度人工开采一般为5～15m；火焰切割机开采一般为15～20m。最小工作平台宽度：一般为20～25m。
总体上看，目前矿山的采荒工作主要是处于半机械半手工式开采状态，还没有形成一定的规模，管理上还缺乏统一性和系统性。
常用岩土材料参数和岩石物理力学性质一览表
(E, ν) 与(K, G)的转换关系如下： ) 21(3ν-= E K ) 1(2ν+= E G （7.2） 当ν值接近0.5的时候不能盲目的使用公式3.5，因为计算的K 值将会非常的高，偏离实际值很多。最好是确定好K 值(利用压缩试验或者P 波速度试验估计)，然后再用K 和ν来计算G 值。 表7.1和7.2分别给出了岩土体的一些典型弹性特性值。 岩石的弹性（实验室值）（Goodman,1980） 表7.1 土的弹性特性值（实验室值）（Das,1980） 表7.2 各向异性弹性特性——作为各向异性弹性体的特殊情况，横切各向同性弹性模型需要5 中弹性常量：E 1, E 3, ν12,ν13和G 13；正交各向异性弹性模型有9个弹性模量E 1,E 2,E 3, ν12,ν13,ν23,G 12,G 13和G 23。这些常量的定义见理论篇。 均质的节理或是层状的岩石一般表现出横切各向同性弹性特性。一些学者已经给出了用各向同性弹性特性参数、节理刚度和空间参数来表示的弹性常数的公式。表3.7给出了各向异性岩石的一些典型的特性值。 横切各向同性弹性岩石的弹性常数（实验室） 表7.3
流体弹性特性——用于地下水分析的模型涉及到不可压缩的土粒时用到水的体积模量K f ，如果土粒是可压缩的，则要用到比奥模量M 。纯净水在室温情况下的K f 值是2 Gpa 。其取值依赖于分析的目的。分析稳态流动或是求初始孔隙压力的分布状态（见理论篇第三章流体-固体相互作用分析），则尽量要用比较低的K f ，不用折减。这是由于对于大的K f 流动时间步长很小，并且，力学收敛性也较差。在FLAC 3D 中用到的流动时间步长,? tf 与孔隙度n ，渗透系数k 以及K f 有如下关系： ' f f k K n t ∝ ? （7.3） 对于可变形流体（多数课本中都是将流体设定为不可压缩的）我们可以通过获得的固结系数νC 来决定改变K f 的结果。 f 'K n m k C + = νν （7.4） 其中 3 /4G K 1 m += ν f 'k k γ= 其中，' k ——FLAC 3D 使用的渗透系数 k ——渗透系数，单位和速度单位一样（如米/秒） f γ——水的单位重量 考虑到固结时间常量与νC 成比例，我么可以将K f 的值从其实际值（Pa 9 102?）减少，利用上面得表达式看看其产生的误差。 流动体积模量还会影响无流动但是有空隙压力产生的模型的收敛速率（见1.7节流动与力学的相互作用）。如果K f 是一个通过比较机械模型得到的值，则由于机械变形将会产生孔隙压力。如果K f 远比k 大，则压缩过程就慢，但是一般有可能K f 对其影响很小。例如在土体中，孔隙水中还会包含一些尚未溶解的空气，从而明显的使体积模量减小。 在无流动情况下，饱和体积模量为： n K K K f u + = （7.5） 不排水的泊松比为：
流体静力学实验报告
一、实验目的 1.掌握用液式测压计测量流体静压强的技能。 2.验证不可压缩流体静力学基本方程，加深对位置水头、压力水头和测压管水头的理解。 3.观察真空度（负压）的产生过程，进一步加深对真空度的理解。 4.测定油的相对密度。 5.通过对诸多流体静力学现象的实验分析，进一步提高解决静力学实际问题的能力。 二、实验装置 本实验的装置如图1-1所示。 图1-1 流体静力学实验装置图 1. 测压管 ； 2. 带标尺的测压管 ； 3. 连通管 ； 4. 通气阀 ； 5. 加压打气球 ； 6. 真空测压管 ； 7. 截止阀 ； 8. U 型测压管 ； 9. 油柱 ； 10. 水柱 ；11. 减压放水阀 说明： （1）所有测压管液面标高均以标尺（测压管2）零读数为基准。 （2）仪器铭牌所注B ?，C ?，D ?系测点B ，C ，D 的标高。若同时取标尺零点作为静力学基本方程的基准，则B ?，C ?，D ?亦成为C z ，C z ，D z 。 (3) 本仪器中所有阀门旋柄均以顺管轴线为开。
三、实验原理 1．在重力作用下不可压缩流体静力学基本方程。 形式一： p z γ +=const （1-1-1a ） 形式二： P=P 。+γ （1-1-1b ） 式中 z---测点在基准面以上的位置高度； P —测点的静水压强（用相对压强表示，一下同）； P 。--水箱中液面的表面压强； γ--液体的重度； h —测点的液体深度； 2.油密度测量原理。 当u 形管中水面与油水界面齐平（见图1-1-2），取油水界面为等压面时，有： P01=w γ=0γH (1-1-2) 另当U 形管中水面与油面平齐（见图1-1-3），取油水界面为等压面时，有： P02+W γH=0γH 即 P02=-w γh2=0γH-W γH (1-1-3) 图1-2 图1-3 四、实验要求 1．记录有关常数 实验装置编号No. 12 各测点的标尺读数为： B ?= 2.1 -210m ?； C ?= -2.9 -210m ?； D ?= -5.9 -210m ?； 基准面选在 测压管的0刻度线处 ； C z = -2.3 -210m ?； D z = -5.9 -210m ?； 2．分别求出各次测量时，A 、B 、C 、D 点的压强，并选择一基准验证同一
材料力学性能静拉伸试验报告
静拉伸试验 一、实验目的 1、测45#钢的屈服强度s σ、抗拉强度m R 、断后伸长率δ和断面收缩率ψ。 2、测定铝合金的屈服强度s σ、抗拉强度m R 、断后伸长率δ和断面收缩率ψ。 3、观察并分析两种材料在拉伸过程中的各种现象。 二、使用设备 微机控制电子万能试验机、0.02mm 游标卡尺、试验分化器 三、试样 本试样采用经过机加工直径为10mm 左右的圆形截面比例试样，试样成分分别为铝合金和45#，各有数支。 四、实验原理 按照我国目前执行的国家 GB/T 228—2002标准—《金属材料 室温拉伸试验方法》的规定，在室温1035℃℃的范围内进行试验。将试样安装在试验机的夹头当中，然后开动试验机，使试样受到缓慢增加的拉力（一般应变速率应≤0.1m/s ），直到拉断为止，并且利用试验机的自动绘图装置绘出材料的拉伸图。 试验机自动绘图装置绘出的拉伸变形L ?主要是整个试样，而不仅仅是标距部分的伸长，还包括机器的弹性变形和试样在夹头中的滑动等因素，由于试样开始受力时，头部在头内的滑动较大，故绘出的拉伸图最初一段是曲线。 塑性材料与脆性材料的区别： （1）塑性材料： 脆性材料是指断后伸长率5%δ≥的材料，其从开始承受拉力直至试样被拉断，变形都比较大。塑性材料在发生断裂时，会发生明显的塑性变形，也会出现屈服和颈缩等现象； （2）脆性材料： 脆性材料是指断后伸长率5%δ<的材料，其从开始承受拉力直至试样被拉断，变形都很小。并且，大多数脆性材料在拉伸时的应力—应变曲线上都没有明显的直线段，几乎没有塑性变形，在断裂前不会出现明显的征兆，不会出现屈服和颈缩等现象，只有断裂时的应力值—强度极限。 脆性材料在承受拉力、变形记小时，就可以达到m F 而突然发生断裂，其抗拉强度也远远 小于45钢的抗拉强度。同样，由公式0m m R F S =即可得到其抗拉强度，而根据公式，10 l l l δ-=。 五、实验步骤 1、试样准备 用笔在试样间距0L （10cm ）处标记一下。用游标尺测量出中间横截面的平均直径，并且测出试样在拉伸前的一个总长度L 。 2、试验机准备：
常用材料力学性能.
常用材料性质参数 材料的性质与制造工艺、化学成份、内部缺陷、使用温度、受载历史、服役时间、试件尺寸等因素有关。本附录给出的材料性能参数只是典型范围值。用于实际工程分析或工程设计时,请咨询材料制造商或供应商。 除非特别说明,本附录给出的弹性模量、屈服强度均指拉伸时的值。 表 1 材料的弹性模量、泊松比、密度和热膨胀系数 材料名称弹性模量E GPa 泊松比V 密度 kg/m3 热膨胀系数a 1G6/C 铝合金-79 黄铜 青铜 铸铁 混凝土（压 普通增强轻质17-31 2300 2400 1100-1800
7-14 铜及其合金玻璃 镁合金镍合金( 蒙乃尔铜镍 塑料 尼龙聚乙烯 2.1-3.4 0.7-1.4 0.4 0.4 880-1100 960-1400 70-140 140-290 岩石(压 花岗岩、大理石、石英石石灰石、沙石40-100 20-70 0.2-0.3 0.2-0.3 2600-2900 2000-2900 5-9 橡胶130-200 沙、土壤、砂砾钢
高强钢不锈钢结构钢190-210 0.27-0.30 7850 10-18 14 17 12 钛合金钨木材（弯曲 杉木橡木松木11-13 11-12 11-14 480-560 640-720 560-640 1 表 2 材料的力学性能 材料名称/牌号屈服强度s CT MPa 抗拉强度b CT
MPa 伸长率 5 % 备注 铝合金LY12 35-500 274 100-550 412 1-45 19 硬铝 黄铜青铜 铸铁( 拉伸HT150 HT250 120-290 69-480 150 250 0-1 铸铁( 压缩混凝土(压缩铜及其合金 玻璃
静力学分析报告
静力学分析报告 一、制作人员： 二、模型名称：桁架 三、创意来源： 四、模型视图： 五、模型简化
因为桁架本身由硬杆组成，所以简化结构 如下图所示，并求各点的受力情况。 假设桁架受到集中力G的影响 1以节点A为探究对象 m A F=0 F B Y?4?F?3=0 F B Y=0.75F F Y=0 F A Y+F B Y=0 F A Y=0.25F 2以节点B为探究对象 F12F13 B F B Y F Y=0 F13cos45°+F B Y=0 F13=?32 4 F F X=0 ?F13cos45°?F12=0 F12=?3 4 F
3以节点G为探究对象 F F10 G F11F13′ F Y=0 ?F13′cos45°?F?F11=0 F11=?0.25F F X=0 F13′cos45°?F10=0 F8=?0.75F 4以节点H为探究对象 F9F11′ F8 H F12′ F Y=0 F9cos45°+F11′=0 F9= 2 4 F F X=0 ?F9cos45°?F8+F12′=0 F8=0.5F 5以节点I为探究对象 F7 F6I F8′ F Y=0 F7=0
F X=0 ?F6+F8′=0 F6=0.5F 6以节点E为探究对象 F4E F10′ F5F7′F9′ F Y=0 F9′cos45°?F5cos45°=0 F5=2 F F X=0 ?F5cos45°+F9′cos45°?F4+F10′=0 F4=?0.25F 7以节点D为探究对象 F3F5′ F2 D F6′ F Y=0 F3+F5′cos45°=0 F3=1 4 F F X=0 F5′cos45°?F2+F6′=0 F4=0.25F 8以节点C为探究对象 C F4′
基于ABAQUS和EXCEL的泡棉静态力学性能分析
龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/cc13976245.html, 基于ABAQUS和EXCEL的泡棉静态力学性能分析 作者：周万里黄攀 来源：《科技风》2017年第09期 摘要：手机中大量应用泡棉作为缓冲材料保护关键器件，不同泡棉的缓冲效果完全不 同，对器件的保护作用大小也不同。通过泡棉的单轴压缩和回弹实验测试可以得到材料的位移-力曲线，但有限元软件ABAQUS中需要的材料参数不能直接在该软件中拟合得到。故基于EXCEL的VB模块构建新公式和使用规划求解功能拟合材料参数。在ABAQUS中建立有限元模型验证了用EXCEL拟合材料的准确性和该分析方法的正确性。 关键词：泡棉；有限元；ABAQUS；hyperfoam；Mullins软化效应；EXCEL；规划求解 泡棉因为具有良好的密封性和可压缩性，在手机中被大量应用根据用途可以分为导电泡棉、缓冲泡棉、双面胶泡棉和防尘防水泡棉等，根据应用的位置可以分为LCM泡棉、摄像头泡棉、音腔泡棉、受话器泡棉等。不同的用途和位置对泡棉的要求完全不同。国内文献对泡棉的研究主要在后期仿真应用上和没有考虑泡棉的应力软化效应，没有详细介绍如何从基础实验数据中获取有限元仿真所需要的参数再到仿真应用的过程。 本文首先使用高精度试验机对泡棉进行单轴压缩和回弹实验，获取位移-力曲线；然后转换为名义应变-名义应力曲线。利用EXCEL的VB模块构建新公式，再把名义应变-名义应力 曲线输入到EXCEL表格，并使用规划求解功能拟合曲线获取基于ABAQUS的hyperfoam本构模型和Mullins软化效应的材料参数；最后通过建立有限元模型验证该本构模型和拟合方法的正确性。 1 压缩和回弹实验 使用高精度试验机对泡棉进行压缩和回弹实验。因为该泡棉太薄只有0.3mm的厚度，为 减小误差把4层泡棉叠加在一起进行测试。具体样品尺寸为25mmX25mmX0.3mmX4。 2 记录压缩和回弹数据 压缩试验机记录力的单位为g，位移为mm。 3 处理数据 因为前面有一段行程为空压，需要处理数据，减掉这部分位移并减少数据点。处理后的数据见下图：
岩石的基本物理力学性质及其试验方法
第一讲岩石的基本物理力学性质及其试验方法(之一) 一、内容提要： 本讲主要讲述岩石的物理力学性能等指标及其试验方法，岩石的强度特性。 二、重点、难点： 岩石的强度特性，对岩石的物理力学性能等指标及其试验方法作一般了解。 一、概述 岩体力学是研究岩石和岩体力学性能的理论和应用的科学，是探讨岩石和岩体对其周围物理环境(力场)的变化作出反应的一门力学分支。 所谓的岩石是指由矿物和岩屑在长期的地质作用下，按一定规律聚集而成的自然体。由于成因的不同，岩石可分成火成岩、沉积岩、变质岩三大类。岩体是指在一定工程范围内的自然地质体。通常认为岩体是由岩石和结构面组成。所谓的结构面是指没有或者具有极低抗拉强度的力学不连续面，它包括一切地质分离面。这些地质分离面大到延伸几公里的断层，小到岩石矿物中的片理和解理等。从结构面的力学来看，它往往是岩体中相对比较薄弱的环节。因此，结构面的力学特性在一定的条件下将控制岩体的力学特性，控制岩体的强度和变形。 【例题1】岩石按其成因可分为( )三大类。 A. 火成岩、沉积岩、变质岩 B. 花岗岩、砂页岩、片麻岩 C. 火成岩、深成岩、浅成岩 D. 坚硬岩、硬岩、软岩答案：A 【例题2】片麻岩属于( )。 A. 火成岩 B. 沉积岩 C. 变质岩 答案：C 【例题3】在一定的条件下控制岩体的力学特性，控制岩体的强度和变形的是( )。 A. 岩石的种类 B. 岩石的矿物组成 C. 结构面的力学特性 D. 岩石的体积大小答案：C 二、岩石的基本物理力学性质及其试验方法 (一)岩石的质量指标 与岩石的质量有关的指标是岩石的最基本的，也是在岩石工程中最常用的指标。 1 岩石的颗粒密度(原称为比重) 岩石的颗粒密度是指岩石的固体物质的质量与其体积之比值。岩石颗粒密度通常采用比重瓶法来求得。其试验方法见相关的国家标准。岩石颗粒密度可按下式计算 2 岩石的块体密度 岩石的块体密度是指单位体积岩块的质量。按照岩块含水率的不同，可分成干密度、饱和密度和湿密度。 (1)岩石的干密度 岩石的干密度通常是指在烘干状态下岩块单位体积的质量。该指标一般都采用量积法求得。即将岩块加工成标准试件(所谓的标准试件是指满足圆柱体直径为48～54mm，高径比为2.0～2.5，含大颗粒的岩石，其试件直径应大于岩石最大颗粒直径的10倍；并对试件加工具有以下的要求；沿试件高度，直径或边长的误差不得大于0.3mm；试件两端面的不平整度误差不得大于0.05mm；端面垂直于试件轴线，最大偏差不得大于0.25。)。测量试件直径或边长以及高度后，将试件置于烘箱中，在105～110℃的恒温下烘24h，再将试件放入干燥器内冷却至重温，最后称试件的质量。岩块干
瓦楞结构材料瓦楞方向静力学性能的研究
瓦楞结构材料瓦楞方向静力学性能的研究瓦楞结构材料,因其无污染、可再生、质量轻、刚度好、缓冲吸能、易加工成型、可回收且成本低廉,在造船、汽车、建筑、航空航天、铁路运输和包装等行业有着广泛的应用。目前对瓦楞结构材料的研究主要集中在平压方向的力学性能上,而在实际应用中瓦楞结构材料常在其瓦楞方向上承载。因此研究瓦楞结构材料瓦楞方向的力学性能,对于促进其应用具有十分重要的意义。瓦楞结构材料是由瓦楞芯材和面材复合而成。根据瓦楞形状不同,瓦楞可分为U、V和UV形。瓦楞楞型有A、C、B和E型。通过静态拉伸试验对瓦楞原纸的物理性能进行了测定,得到相关物理参数,为有限元模拟提供基材的力学参数。对瓦楞结构材料进行静态压缩试验,验证有限元模型的可靠性。建立不同种类的瓦楞结构材料的有限元静力学分析模型,并使用试验结果验证模型的可靠性。基于此,通过能量效率法分别研究不同楞型和楞形瓦楞结构材料的力学性能,深入分析它们对瓦楞结构材料瓦楞方向静力学性能的影响。不同楞型、楞形和壁厚的瓦楞结构材料,瓦楞方向的变形模式都是呈现自上而下的折曲变形,应力应变曲线形态都是由弹性、屈服、平台和密实化四个阶段组成,能量效率曲线都是呈现先增大后减小的变化趋势。对于任一楞型的瓦楞结构材料,瓦楞方向的初始峰应力、平均抗压强度、最大能量吸收效率、密实化单位体积能量吸收和密实化比能量吸收随着壁厚的增大而增大。对于任一壁厚的瓦楞结构材料,A、C、B和E楞瓦楞的初始峰应力、平均抗压强度、密实化单位体积能量吸收和密实化比能量吸收依次增大。对于
U、V和UV任一楞形的瓦楞结构材料,其瓦楞方向的初始峰应力、平均抗压强度、最大能量吸收效率、密实化单位体积能量吸收和密实化比能量吸收随着壁厚的增大而增大。它们之间的相互关系,可拟合为一定的关系曲线,基于计算结果给出了相关经验公式。对于任一壁厚的瓦楞结构材料,U、V和UV形瓦楞的初始峰应力、平均抗压强度、密实化单位体积能量吸收和密实化比能量吸收总是呈现出V形瓦楞 最小,U形瓦楞最大,UV形瓦楞介于两者之间的规律。综上所述,楞型、楞形和壁厚对瓦楞结构材料瓦楞方向的静力学性能,影响较大,相关 规律可以为瓦楞结构材料在缓冲包装设计方面提供指导性参考与帮助。
材料的常用力学性能有哪些
材料的常用力学性能有哪些 材料的力学性能是指材料在不同环境（温度、介质、湿度）下，承受各种外加载荷（拉伸、压缩、弯曲、扭转、冲击、交变应力等）时所表现出的力学特征。1强度 强度是指材料在外力作用下抵抗塑性变形或断裂的能力。强度用应力表示，其符号是σ，单位为MPa，常用的强度指标有屈服强度和抗拉强度，通过拉伸试验测定。 2塑性 塑性是指材料在断裂前产生永久变形而不被破坏的能力。材料塑性好坏的力学性能指标主要有伸长率和收缩率，值越大，材料的塑性就越好，通过拉伸试验可测定。 3硬度 硬度是指金属材料抵抗硬物压入其表面的能力。材料的硬度越高，其耐磨性越好。常用的硬度指标有布氏硬度（HBS）和洛氏硬度（HRC）。 1）布氏硬度 表示方法：布氏硬度用HBS（W）表示，S表示钢球压头，W表示硬质合金球压头。规定布氏硬度表示为：在符号HBS或HBW前写出硬度值，符号后面依
次用相应数字注明压头直径（mm）、试验力（N）和保持时间（s）。如120 HBS 10/1000/30。 适用范围：HBS适用于测量硬度值小于450的材料，主要用来测定灰铸铁、有色金属和经退火、正火及调质处理的钢材。 根据经验，布氏硬度与抗拉强度之间有一定的近似关系： 对于低碳钢，有σ=0.36HBS； 对于高碳钢：有σ=0.34HBS。 2）洛氏硬度 表示方法：常用HRA、HRB、HRC三种，其中HRC最为常用。洛氏硬度的表示方法为：在符号前面写出硬度值。如62HRC。 适用范围：HRC在20-70范围内有效，常用来测定淬火钢和工具钢、模具钢等材料，1HRC相当于10HBS。 4冲击韧性 冲击韧性是指材料抵抗冲击载荷而不被破坏的能力，材料的韧性越好，在受冲击时越不容易断裂。 5疲劳强度 疲劳强度是指材料经过无数次应力循环仍不断裂的最大应力。
闸式剪板机力学性能分析与优化
闸式剪板机力学性能分析与优化* 王 勇1,朱世凡1,陈 胜1,王 奇1,于 珺2,陈达兵2 (1.合肥工业大学机械工程学院,安徽合肥230009;2.马鞍山市中亚机床制造有限公司,安徽马鞍山243131) 摘 要:剪板机结构力学性能对剪切精度具有重要影响三以6×3200型数控闸式剪板机为对象,基于数值模拟方法对上刀架进行了静力学分析和瞬态动力学分析,得到了剪切过程中的最大等效应力与最大变形;对机架进行了模态分析,给出了剪板机系统可能发生共振的固有频率和相应振型;基于分析结果对闸式剪板机结构进行了优化三 关键词:闸式剪板机 静力学分析 动力学分析 模态分析 优化设计 中图分类号:TP13 文献标识码:A 文章编号:1002-6886(2019)02-0001-04 Analysis and optimization of mechanical properties of braking-type plate shearing machine WANG Yong,ZHU Shifan,CHEN Sheng,WANG Qi,YU Jun,CHEN Dabing Abstract:The mechanical properties of shearing machine have important influence on the shearing accuracy.Based on the numerical simulation method,the static analysis and transient dynamic analysis of the upper tool holder are carried out for the6×3200numerical control gate shear machine.The maximum equivalent stress and maximum deformation in the shearing process are obtained.The modal analysis of the frame is carried out to obtain the natural frequency and corresponding vibra?tion mode of the shearing machine.Based on the analysis results,the structure of the brake shearing machine is optimized. Keywords:braking-type plate shearing machine,statics analysis,dynamic analysis,modal analysis,optimization design 0 引言 与摆式剪板机相比,闸式剪板机从结构上避免了游隙的存在并可调节剪切角,具有更高的效率二精度和可靠性三但闸式剪板机在剪切宽厚板或高强度薄板时,仍存在机床变形影响剪切精度等问题三现有文献多研究剪切参数对剪切精度的影响[1]二剪板机组控制系统设计与自动化改造[2-3]或者以有限的 离散点模拟剪切过程[4],有关闸式剪板机的力学性能分析与结构优化的研究目前尚少见三本文通过机床的静动态特性分析,模拟剪板机剪切过程,获得连续的剪切数据,并给出优化方案三 1 静力学分析 以一款6×3200型数控闸式剪板机为例,其结构模型如图1所示三工作时,滚柱丝杠驱动的后挡料装置调节剪切长度,压料油缸将被剪板料压紧,设置刀刃间隙和剪切角等剪切参数后,两端的液压缸驱动上下刀刃相对运动完成板料的剪切三 仿真分析时,忽略过渡圆角二螺纹孔等[5],将简化的三维模型导入到有限元分析软件中,上刀架两侧面作固定约束,设置绑定接触模拟上刀架零部件的焊接和螺纹固定[6]三 图1 6×3200闸式剪板机结构模型 根据诺沙里公式[7]: P=0.6σbδs h2tanα1+ z tanα 0.6δs+ 1 1+10δsσ b y2 ? è ? ? ? ? ÷ ÷ x (1) 四1四
张力腿平台的整体设计及拟静力性能分析
第38卷 第5期2009年10月 船海工程SH IP &OCEA N ENG IN EERI NG V ol.38 N o.5 O ct.2009 收稿日期:2009-02-25修回日期:2009-04-30 基金项目:国家自然科学基金(50538050);国家863 计划(2006A A09A 103,2006A A09A 104)。 作者简介:闫功伟(1982-),男,博士生。研究方向:深水海洋平台的动力响应。E -mail:yango ng wei_hit@qq.co m DOI:10.3963/j.issn.1671-7953.2009.05.034 张力腿平台的整体设计及拟静力性能分析 闫功伟1 ,欧进萍 1,2 (1.哈尔滨工业大学土木工程学院,哈尔滨150090;2.大连理工大学土木水利学院,辽宁大连116024)摘 要:结合南海海域条件对传统式张力腿平台进行整体设计,计算平台所受各种环境荷载的大小,并采用拟静力分析法分析此平台的非线性运动响应,考虑平台水平漂移和下沉的非线性关系以及张力腿预张力、横截面面积、就位长度和立柱横截面面积等参数对平台运动响应的影响。 关键词:张力腿平台;整体设计;拟静力分析;非线性运动响应 中图分类号:U 674.38;T E952 文献标志码:A 文章编号:1671-7953(2009)05-0142-04 张力腿平台(tension leg platform,T LP),是一种垂直系泊的顺应式平台,通过数条张力腿与海底相接,具有半固定、半顺应的运动特征。它可以分为三部分:平台本体、张力腿系统和基础部分。平台本体的主要运动形式[1]有横荡、纵荡、垂荡、横摇、纵摇、首摇。整个结构的频率跨越海浪的一阶频率谱两端,从而避免了结构和海浪能量集中的频率发生共振,使平台结构受力合理,动力性能良好。 TLP 的结构形式发展倾向于多元化、小型化,以适应于不同油藏条件及边际油田的开发。按平台本体形式[2]不同可以分为传统式张力腿平台(CT LP)、海星式张力腿平台(seastar TLP)、迷你式张力腿平台(M OSES T LP)和延伸式张力腿平台(ETLP)。T LP 示意见图1、2 。 结合我国南海海域海况条件,开展了CT LP 平台的整体方案设计。 1 T LP 的整体设计 TLP 平台的整体设计[3] 需要做以下几方面的工作:1根据平台的功能要求,确定出比较合理的平台总体尺度;o规划设备位置,均衡平台中心;?进行张力腿的张力估算;?确定出设计能力界限。 平台总体规划流程见图3,中间框内4 项工 图3 TLP 总体设计规划流程 作是一个小循环,需要反复调整以达到设计要求。1.1 TLP 环境荷载的确定 风、浪、流等海洋环境参数选用文献[4]提供数据。考虑两种工况:工况1,1年一遇环境条件;工况2,100年一遇环境条件。 1)平台风荷载计算。作用于平台上体各部分的风力F 应按下式计算: F 风=C h C s S p (1) 式中:p )))风压,kPa ; S )))平台在正浮或倾斜状态时受风构件 的正投影面积,m 2; C h )))受风构件的高度系数,其值可根据 构件高度h(构件形心到设计水面的垂直距离)由规范查表确定; 142
(重)常见材料的力学性能
附录常用材料的力学及其它物理性能 一、玻璃的强度设计值 f g(MPa) JGJ102-2003表5.2.1 二、铝合金型材的强度设计值 (MPa) GB50429-2007表4.3.4 三、钢材的强度设计值(1-热轧钢材) f s(MPa) JGJ102-2003表5.2.3 四、钢材的强度设计值(2-冷弯薄壁型钢) f s(MPa) 五、材料的弹性模量E(MPa) JGJ102-2003表5.2.8、JGJ133-2001表5.3.9
六、 材料的泊松比υ JGJ102-2003表5.2.9、JGJ133-2001表5.3.10、GB50429-2007表4.3.7 七、 材料的膨胀系数α(1/℃) JGJ102-2003表5.2.10、JGJ133-2001表5.3.11、GB50429-2007表4.3.7 八、 材料的重力密度γg (KN/m ) JGJ102-2003表5.3.1、GB50429-2007表4.3.7 九、 板材单位面积重力标准值（MPa ） JGJ133-2001表5.2.2 十、 螺栓连接的强度设计值一(MPa) JGJ102-2003表B.0.1-1
十一、螺栓连接的强度设计值二(MPa) 十二、焊缝的强度设计值(MPa) JGJ102-2003表B.0.1-3
十三、不锈钢螺栓连接的强度设计值(MPa) JGJ102-2003表B.0.3 十四、楼层弹性层间位移角限值 GB/T21086-2007表20 十五、部分单层铝合板强度设计值（MPa）JGJ133-2001表5.3.2
十六、铝塑复合板强度设计值（MPa） JGJ133-2001表5.3.3 十七、蜂窝铝板强度设计值（MPa） JGJ133-2001表5.3.4 十八、不锈钢板强度设计值（MPa） 附录常用材料的力学及其它物理性能十九、玻璃的强度设计值 f g(N/mm2) 二十、铝合金型材的强度设计值 f a(N/mm2)
流体静力学实验报告完整版
流体静力学实验报告 Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】
中国石油大学（华东）现代远程教育 工程流体力学实验报告学生姓名： 学号： 年级专业层次：16春网络春高起专 学习中心：山东济南明仁学习中心 提交时间：2016年5月30日
1．在重力作用下不可压缩流体静力学基本方程 形式之一：（1-1a） 形式之二：P=P0+γh（1-1b） 式中 Z——被测点在基准面以上的位置高度； P——被测点的静水压强，用相对压强表示，以下同； P0——水箱中液面的表面压强； ?γ ——液体重度； ?h——被测点的液体深度。 2．油密度测量原理 当U型管中水面与油水界面齐平（图1-2），取其顶面为等压面，有P01=γw h1=γ0HP01（1-2）另当U型管中水面和油面齐平（图1-3），取其油水界面为等压面，则有P02+γw H=γ0H 即P02=-γw h2=γ0H-γw H（1-3） 由（1-2）、（1-3）两式联解可得： ?代入式（1-2）得油的相对密度 ?（1-4） 据此可用仪器（不用另外尺）直接测得。 ?流型判别方法(奥齐思泽斯基方法)：
本实验的装置如图1-1所示。 图1-1 流体静力学实验装置图 1.测压管； 2.带标尺的测压管； 3.连通管； 4.真空测压管；型测压管； 6.通气阀； 7.加压打气球； 8.截止阀； 9.油柱； 10.水柱； 11.减压放水阀 说明 1．所有测管液面标高均以标尺（测压管2）零读数为基准； 2．仪器铭牌所注、、系测点B、C、D标高；若同时取标尺零点作为静力学基本方程的基准， 则、、亦为、、； 3．本仪器中所有阀门旋柄顺管轴线为开。 四、实验步骤 1．搞清仪器组成及其用法。包括： （1）各阀门的开关； （2）加压方法：关闭所有阀门（包括截止阀），然后用打气球充气； （3）减压方法：开启筒底阀11放水； （4）检查仪器是否密封 加压后检查测管l、2、5液面高程是否恒定。若下降，表明漏气，应查明原因并加以处理。 2．记录仪器编号、各常数。 3．实验操作，记录并处理实验数据，见表1-1和表1-2。 4．量测点静压强。 （1）打开通气阀6（此时），记录水箱液面标高和测管2液面标高(此时)；（
岩石力学性质试验指导书
实验一岩石单轴抗压强度试验 1.1 概述 当无侧限岩石试样在纵向压力作用下出现压缩破坏时，单位面积上所承受的载荷称为岩石的单轴抗压强度，即试样破坏时的最大载荷与垂直于加载方向的截面积之比。 在测定单轴抗压强度的同时，也可同时进行变形试验。 不同含水状态的试样均可按本规定进行测定，试样的含水状态用以下方法处理： （1）烘干状态的试样，在105～1100C下烘24h。 （2）饱和状态的试样，使试样逐步浸水，首先淹没试样高度的1/4，然后每隔2h分别升高水面至试样的1/3和1/2处，6h后全部浸没试样，试样在水下自由吸水48h；采用煮沸法饱和试样时，煮沸箱内水面应经常保持高于试样面，煮沸时间不少于6h。 1.2 试样备制 （1）试样可用钻孔岩芯或坑、槽探中采取的岩块，试件备制中不允许有人为裂隙出现。按规程要求标准试件为圆柱体，直径为5cm，允许变化范围为4.8～5.2cm。高度为10cm，允许变化范围为9.5～10.5cm。对于非均质的粗粒结构岩石，或取样尺寸小于标准尺寸者，允许采用非标准试样，但高径比必须保持=2:1～2.5:1。 （2）试样数量，视所要求的受力方向或含水状态而定，一般情况下必须制备3个。 （3）试样制备的精度，在试样整个高度上，直径误差不得超过0.3mm。两端面的不平行度最大不超过0.05mm。端面应垂直于试样轴线，最大偏差不超过0.25度。 1.3 试样描述 试验前的描述，应包括如下内容： （1）岩石名称、颜色、结构、矿物成分、颗粒大小，胶结物性质等特征。 （2）节理裂隙的发育程度及其分布，并记录受载方向与层理、片理及节理裂隙之间的关系。 （3）测量试样尺寸，并记录试样加工过程中的缺陷。 1.4 主要仪器设备 试样加工设备：钻石机、锯石机、磨石机或其他制样设备。 量测工具与有关检查仪器： 游标卡尺、天平（称量大于500g，感量0.01g），烘箱和干燥箱，水槽、煮沸设备。 加载设备： 压力试验机。压力机应满足下列要求： （1）有足够的吨位，即能在总吨位的10%～90%之间进行试验，并能连续加载且无冲击。 （2）承压板面平整光滑且有足够的刚度，其中之一须具有球形座。承压板直径不小于试样直径，且也不宜大于试样直径的两倍。如大于两倍以上时需在试样上下端加辅助承压板，辅助承压板的刚度和平整光滑度应满足压力机承压板的要求。 （3）压力机的校正与检验应符合国家计量标准的规定。 1.5 试验程序 （1）根据所要求的试样状态准备试样。 （2）将试样置于压力机承压板中心，调整有球形座的承压板，使试样均匀受力。
材料的常用力学性能有哪些
材料的常用力学性能有哪些 材料的常用力学性能指标有哪些 材料在一定温度条件和外力作用下,抵抗变形和断裂的能力称为材料的力学性能.锅炉、压力容器用材料的常规力学性能指标主要包括:强度、硬度、塑性和韧性等. (1)强度强度是指金属材料在外力作用下对变形或断裂的抗力.强度指标是设计中决定许用应力的重要依据,常用的强度指标有屈服强度σS或σ0.2和抗拉强度σb,高温下工作时,还要考虑蠕变极限σn和持久强度σD. (2)塑性塑性是指金属材料在断裂前发生塑性变形的能力.塑性指标包括:伸长率δ,即试样拉断后的相对伸长量;断面收缩率ψ,即试样拉断后,拉断处横截面积的相对缩小量;冷弯(角)α,即试件被弯曲到受拉面出现第一条裂纹时所测得的角度. (3)韧性韧性是指金属材料抵抗冲击负荷的能力.韧性常用冲击功Ak和冲击韧性值αk表示.Αk值或αk值除反映材料的抗冲击性能外,还对材料的一些缺陷很敏感,能灵敏地反映出材料品质、宏观缺陷和显微组织方面的微小变化.而且Ak对材料的脆性转化情况十分敏感,低温冲击试验能检验钢的冷脆性. 表示材料韧性的一个新的指标是断裂韧性δ,它是反映材料对裂纹扩展的抵抗能力. (4)硬度硬度是衡量材料软硬程度的一个性能指标.硬度试验的方法较多,原理也不相同,测得的硬度值和含义也不完全一样.最常用的是静负荷压入法硬度试验,即布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HRA、HRB、HRC)、维氏硬度(HV),其值表示材料表面抵抗坚硬物体压入的能力.而肖氏硬度(HS)则属于回跳法硬度试验,其值代表金属弹性变形功的大小.因此,硬度不是一个单纯的物理量,而是反映材料的弹性、塑性、强度和韧性等的一种综合性能指标. 力学性能主要包括哪些指标 材料的力学性能是指材料在不同环境(温度、介质、湿度)下,承受各种外加载荷(拉伸、压缩、弯曲、扭转、冲击、交变应力等)时所表现出的力学特征. 性能指标 包括:弹性指标、硬度指标、强度指标、塑性指标、韧性指标、疲劳性能、断裂韧度. 钢材的力学性能是指标准条件下钢材的屈服强度、抗拉强度、伸长率、冷弯性能和冲击韧性等,也称机械性能. 金属材料的力学性能指标有哪些 一:弹性指标
岩石的基本物理力学性质
岩石的基本物理力学性质 岩石的基本物理力学性质是岩体最基本、最重 要的性质之一，也是岩体力学中研究最早、最完善 的力学性质。 岩石密度：天然密度、饱和密度、 质量指标密度、重力密度 岩石颗粒密度 孔隙性孔隙比、孔隙率 含水率、吸水率 水理指标 渗透系数 抗风化指标软化系数、耐崩解性指数、膨胀率 抗冻性抗冻性系数 单轴抗压强度 单轴抗拉强度 抗剪强度 三向压缩强度 岩石的基本物理力学性质 ◆岩石的变形特性 ◆岩石的强度理论 试验方法参照标准：《工程岩体试验方法标准》（GB/T 50266-99）。 第二章岩石的基本物理力学性质 第一节岩石的基本物理性质 第二节岩石的强度特性 第三节岩石的变形特性
第四节岩石的强度理论 回顾----岩石的基本构成 岩石是自然界中各种矿物的集合体，是天然地质作用的产物，一般而言，大部分新鲜岩石质地均坚硬致密，空隙小而少，抗水性强，透水性弱，力学强度高。 岩石是构成岩体的基本组成单元。相对于岩体而言，岩石可看作是连续的、均质的、各向同性的介质。 岩石的基本构成：由组成岩石的物质成分和结构两大方面来决定的。 回顾----岩石的基本构成 一、岩石的物质成分 ●岩石是自然界中各种矿物的集合体。 ●岩石中主要的造岩矿物有：正长石、斜长石、石英、黑云母、角闪石、辉石、方解石、白云石、高岭石等。 ●岩石中的矿物成分会影响岩石的抗风化能力、物理性质和强度特性。 ●岩石中矿物成分的相对稳定性对岩石抗风化能力有显著的影响，各矿物的相对稳定性主要与化学成分、结晶特征及形成条件有关。 回顾----岩石的基本构成 二、岩石的结构 是指岩石中矿物（及岩屑）颗粒相互之间的关系，包括颗粒的大小、性状、排列、结构连结特点及岩石中的微结构面（即内部缺陷）。其中，以结构连结和岩石中的微结构面对岩石工程性质影响最大。 回顾----岩石的基本构成 ●岩石结构连结 结晶连结和胶结连结。 结晶连结：岩石中矿物颗粒通过结晶相互嵌合在一起，如岩浆岩、大部分变质岩及部分沉积岩的结构连结。这种连结结晶颗粒之间紧密接触，故岩石强度一般较大，但随结构的不同而有一定的差异。 胶结连结：指颗粒与颗粒之间通过胶结物在一起的连结。对于这种连结的岩石，其强度主要取决于胶结物及胶结类型。从胶结物来看，硅质铁质胶结的岩石强度较高，钙质次之，而泥质胶结强度最低。 回顾----岩石的基本构成 ●岩石中的微结构 岩石中的微结构面（或称缺陷），是指存在于矿物颗粒内部
第十章 织物的结构与基本性能(讲习要点Print)
第十章织物的结构与性能 概述 ?纺织材料直接和主要的产品是织物，柔性平面薄层状的物质?织物的成形：纤维经成网固着；成纱织、编而成 ?织物的轴与维：一维结构、二维结构、三维结构；单轴和多轴?一般织物：机织物、针织物、非织造布、编织物等 ?特种织物：三维结构或三维成形织物、层合或混合复合织物、 可呼吸织物、电子织物等 ?织物的应用：建筑(architectured and construction)、土工 (geotextile)、防护(safety and protective)、运动(sports and recreation)、运输(automotive and transportation)、航空航天(aviation and spaceflight )、医用(medical)、军用(military and defence)、产业(industrial)，以及人类穿着用的重要的高科技纺织品(high-tech textiles)的基础用材。 ?问题：单一或复合、二维或三维织物的结构均有定性的阐述， 对结构与常用性能间的关系也有讨论，但对织物结构、性能、成形及其相互间关系的定量描述还显得比较粗浅，尤其是对复杂结构织物及其定量表征与实际存在较大差距。 章节分配（3~4学时） 本章仅对已有的理论和传统织物结构及其常用性能作简要介绍，并较多地限于服用织物结构和性能的描述。 §1. 织物的类型与结构表征 §2. 纤维的介电性能 §3. 纤维的静电性质 §4. 导电高聚物的导电性质
第一节织物的类型与结构表征 一、织物的结构分类与名称 织物的分类方法众多，可以根据加工方法、成形方式、基本性能、选用纤维或纱线、织物组织和结构、厚度和轻重、用途和功能等进行分类。但作为织物结构、性能和成形的相互关系讨论，则较多地运用直接相关结构特征和成形方式进行分类。 1．A类织物：A类为纱线按一定的排列组合结构形成织物。 2．B类织物：B类结构中，纱线以粘结的方式成形。 3．C类织物：C类织物为非织造布。 4．纤维类和非纤维类片状物 D类为胶质物质将纤维粘结在一起，并与微孔共同构成稳定的结构。E类薄片一般为均匀结构膜，可以是“合金”物质，亦可为多孔结构，一般较多地以涂层和覆膜成形。 二、复合和层合织物 各类织物简单层合构成复合织物，以及混合、组合、交叉等方式构成复杂复合织物。 三、常用织物的结构特征 常用织物主要是指一般民用的普通机织物、针织物、编织物和非织造布。 纱线相互交织成形（interweaving），如机织物； 纱线相互圈结成形(interlooping)，如纬编和经编织物； 纱线相互缠绕扭结成形(intertwining or interlacing)，如编结织物； 纤维相互粘结或纠缠成形，如毛毡和非织造布； 基布表面成圈或簇绒成形(terry-looping or tufting)，如机织、针织起绒织物和地毯。 四、特殊织物的结构 这里所指的特殊织物是在成形方式和结构上，为非常规方法直接所得的织物，这类织物主要为多层复合织物，如柔性建筑顶蓬
织物基本力学性质
第12章 织物基本力学性质 拉伸性能 撕裂性能 顶破性能 弯曲性能 耐疲劳性能 磨损性能 勾丝性能 第1节 织物的拉伸性质 1. 拉伸性能的测试方法 1.1 机织物 (1)条样法(Raveled-Strip Method) 将织物扯去边纱到规定的宽度，并全部夹入夹持器内的测试方法，按照规定条件进行测试。 (2) 抓样法(Grab Method)：将一规定尺寸的织物试样仅一部分宽度被夹入夹钳内的试验方法 (3) 切割条样法(Cut-Strip Method)：将剪切成规定尺寸的织物试样全部夹入夹钳内的实验方法。 (a) (b) 1.2 针织物 不宜采用上述矩形试样作拉伸试验。 原因：会出现显著的横向收缩，在夹头钳口处产生的剪切应力集中，使大多试样在钳口附近撕断，影响准确性。
试样形式：梯形或环形试样 优点：改善钳口处的应力集中现象，且伸长均匀性也比矩形试条好。 2. 织物的拉伸曲线 伸长(cm) 拉伸力(N ) (a) 纯纺织物 (b) 方向和混纺织物 织物拉伸曲线特征与组成织物的纤维和纱线拉伸曲线基本相似 混纺织物的拉伸曲线保持所用混纺纤维的特性曲线形态（接近比例大的纤维） 织物结构不同。拉伸曲线有差异 与织缩率有关。越大，在拉伸开始阶段伸长较大的现象越明显 3. 织物拉伸性能指标 （1）断裂强度和断裂伸长率 （2）断裂功、断裂比功 注意：断裂强度和断裂比功计算
(b) (c) 4. 织物的拉伸断裂机理 4.1 拉伸过程 （1）机织物 初始阶段，织物的伸长变形主要是由受拉系统纱线屈曲转向伸直引起的 后阶段，受拉系统纱线已基本伸直，伸长主要是纱线和纤维的伸长与变细 （2）针织物 线圈取向变形，在较小受力下呈较大地伸长 取向变形完成以后，纱线段和其中的纤维开始伸长 4.2 拉伸特点 （1）初始模量较低 （2）拉伸曲线有陡增现象 （3）织物破坏首先是纱线断裂，直至织物结构解体 （4）织物受拉过程中有束腰现象 问题：机织物纱线强度利用系数大于1？ 机织物在拉伸过程中，经纬纱线在交织点处产生挤压，相互之间切向阻力增大，有助于织物强力增加，降低纱线强伸性能不匀的作用 针织物和无纺布不存在。