結(jié)構(gòu)工程師-結(jié)構(gòu)模型試驗知識點解析7

　　三、模型材料

　　(一)彈性模型材料

　　當模型試驗的目的在于研究彈性階段的應力狀態(tài)，模型材料應盡可能與一般彈性理論的基本假定一致，即要求勻質(zhì)、各向同性、應力與應變成線性關(guān)系和固定的泊松比。模型材料可與原型材料不同，常用的有金屬(鋼、鋁合金)，塑料(環(huán)氧樹脂、有機玻璃等)、石膏等。

　　1.金屬材料

　　金屬的力學性能大都符合彈性理論的基本假定。常用的有鋼材和鋁合金，鋁合金允許有大的應變量，鋼和鋁合金的泊松比為0.30，比塑料更接近混凝土的泊松比。金屬的彈性模量比塑料、石膏等都要高，要求試驗荷載大，模型加工制作較困難。

　　2.塑料

　　制作模型的塑料種類很多，熱固性的有環(huán)氧樹脂，聚酯樹脂;熱塑性的如聚氯乙烯，有機玻璃。塑料作為模型材料的優(yōu)點是強度高而彈性模量低，容易加工。缺點是徐變較大，彈性模量受溫度變化的影響也大。

　　有機玻璃是各向同性的勻質(zhì)材料，模型試驗中用得較多，由于徐變較大，試驗中要控制材料的應力。環(huán)氧樹脂塑料可在半流體狀態(tài)澆注成型，然后固化。如在環(huán)氧樹脂中加入鋁粉或其他填充料，可以改善和調(diào)整力學性能，以滿足材料的相似要求。

　　3.石膏

　　用石膏制作模型，其優(yōu)點是容易加工，成本較低，泊松比與混凝土十分接近，彈性模量可以改變。其缺點是抗拉強度低，要獲得均勻和正確的彈性模量比較困難。可以在石膏內(nèi)摻人一定的摻合料和緩凝劑來改善材料的性能。

　　石膏模型可用石膏漿注入尺寸準確的模子來制作，也有將石膏澆注成整塊后進行機械加工。石膏也可用以大致地模擬混凝土的塑性工作，配筋的石膏模型常用來模擬鋼筋混凝土板殼的破壞形態(tài)。

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