讓愛牢告訴你加固材料的優(yōu)劣
在《工程結(jié)構(gòu)加固材料安全性鑒定技術(shù)規(guī)范》GB50728-2011中對加固材料基本性能的鑒定有一個重要的性能參數(shù)---彈性模量,今天我們來討論一下其于加固而言真正的意義。
彈性模量怎么理解?
工程上彈性模量被稱為材料的剛度,表征材料對彈性變形的抗力。
一般地講,對彈性體施加一個外界作用,彈性體會發(fā)生形狀的改變,稱為“應(yīng)變”.“彈性模量”的一般定義是:單向應(yīng)力狀態(tài)下應(yīng)力除以該方向的應(yīng)變。
彈性模量計算公式
E=F/L
E是彈性模量,F(xiàn)是應(yīng)力,L是應(yīng)變,所以彈性模量就是應(yīng)力除以應(yīng)變,是指材料在外力作用下產(chǎn)生單位彈性變形所需要的應(yīng)力。
這么說貌似有點抽象,要理解彈性模量也不難,我們拿生活用品一根橡皮筋和一根筷子做個比較,橡皮筋很容易彎曲卻不會發(fā)生形變,并且能夠恢復(fù)到原來的樣子,因此它很難被掰斷,彈性模量??;再說筷子,施加一定的力,筷子要么被掰斷,要么保持原狀,它是不會發(fā)生彎曲變形的,所以說它的彈性模量是比較大的。
這么說你能理解嗎?
彈性模量越大材料性能越好?
彈性模量可視為衡量材料產(chǎn)生彈性變形難易程度的指標(biāo),其值越大,使材料發(fā)生一定彈性變形的應(yīng)力也越大,即材料剛度越大,亦即在一定應(yīng)力作用下,發(fā)生彈性變形越小。
很多廠商就在這一點上打注意,宣稱自己生產(chǎn)的加固材料彈性模量超高,加固中的戰(zhàn)斗機!真的是這樣嗎?注意,我們鑒定材料基本性能并不只是彈性模量一個指標(biāo),拿碳布來說,還有強度、伸長率、抗剪切方面的鑒定。強度很容易與剛度混淆,它是指材料在外力作用下抵抗破壞(變形和斷裂)的能力。
回到剛剛我們舉的例子,筷子不容易發(fā)生形變,但卻很容易被折斷,這就是有了剛度卻沒有強度,這在加固上是行不通的,如果使用了這樣的材料就不能達(dá)到真正意義上的加固。所以好材料必須是高彈性模量、高強度配上適當(dāng)?shù)纳扉L率、剪切強度才能真正發(fā)揮加固的作用。
我們可以回頭看下悍馬碳纖維布,在受拉彈性模量上,一級布≥2.3×105MPa,二級布≥2.0×105MPa,三級布≥2.0×105MPa,一級布≥3400MPa的強度,再配上≥1.6%的伸長率,≥45的剪切強度,所以它的加固性能更優(yōu)。