材料科學(xué)與工程中，個體材料的物理、力學(xué)、化學(xué)等性質(zhì)是研究的核心。常見的材料性能測試包括抗拉、壓縮、彎曲等試驗，而三軸荷重曲線試驗儀作為一種比較通用的測量協(xié)議，能夠全方位檢測材料的各項性能，包括穩(wěn)定性、斷裂性和延展性等等。值得注意的是，由于三軸荷載的特殊機理，實驗不僅可以模擬材料在現(xiàn)實中的表現(xiàn)，還能夠原理性地探究其組成構(gòu)件和未來特性，因此成為材料密度和結(jié)構(gòu)工程師喜愛的研究工具。
以下是使用三軸荷重曲線試驗儀進行材料性能測試的基本步驟：
1. 準(zhǔn)備工作
在進行任何一項材料性能測試之前，都需要充分了解待測試材料及其物理、化學(xué)、機械等性質(zhì)。這可以通過測量材料的硬度、密度、形狀、尺寸等參數(shù)來完成，從而明白材料在力的作用下的承載能力。如果這些數(shù)據(jù)不明確，則可能影響測試結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。
需要確認(rèn)測試所需用到的儀器和試驗環(huán)境，使其穩(wěn)定，無干擾或誤差，并且不對材料的物理性質(zhì)造成負(fù)面影響。
2. 橫向加載材料
在進行三軸荷重曲線試驗之前，需要首先對材料進行橫向加載，即將材料固定在試驗機的壓板上以確保其保持水平狀態(tài)。壓板支撐面積應(yīng)與試樣面積相同，并使用Nitrile橡膠墊片或同等材料來增加摩擦力以避免材料滑移。當(dāng)材料被放置在壓板上時，必須注意調(diào)整松緊度以確保材料不移位。
3. 安裝三軸荷載
安裝三軸荷載前需要確認(rèn)壓力控制和變形測量系統(tǒng)均工作正常。接下來，我們將試樣放入Triaxial cell筒體中并旋緊螺栓以保證穩(wěn)固。 筒體有影響試驗顯示質(zhì)量的重要性，所以應(yīng)當(dāng)根據(jù)試驗樣品的參數(shù)及其變形能力選用重量適度的耐久材料。
4. 應(yīng)用荷載
在放置樣品后，將試驗環(huán)境從干燥到相應(yīng)的濕度條件下，讓其穩(wěn)定。然后，通過壓力系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，將液壓油加到三軸荷載器中，并且開始加壓。在整個測試過程中，荷重應(yīng)平穩(wěn)遞增，直到到達預(yù)設(shè)荷重級別。所有荷載過程都應(yīng)記錄下來，并根據(jù)所觀察到的材料變形情況進行調(diào)整。
5. 測試接近完成
一旦達到了預(yù)期荷載，就需要確認(rèn)試驗依照所設(shè)定的協(xié)議運行良好。斷裂前，結(jié)果必須經(jīng)過一定時間的持續(xù)荷載，以模擬樣品在經(jīng)常使用中所遇到的各種變化。 此時，您還需要繼續(xù)計算最大荷載下材料的最大應(yīng)力水平，并與所測試材料的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進行對比。
6. 取出樣本
當(dāng)測試完成后，需要減壓停止加載。隨后，我們將樣品從Triaxial cell筒體中取出，并割開來進行研究分析。如果采集完整的數(shù)據(jù)，基于實驗結(jié)果可以更準(zhǔn)確地分析材料的結(jié)構(gòu)和內(nèi)在特性，從而為研究員提供更詳細(xì)的信息，以便進一步優(yōu)化材料特征。
7.數(shù)據(jù)報告
根據(jù)所得到的數(shù)據(jù)在屏幕上繪制三軸荷重-位移曲線，該曲線是觀測樣品在受外部擾動時斷裂前最大變化程度的圖像化表現(xiàn)。 在曲線圖中，可匯總以下參數(shù)：
a.Mean stress測量體積值
b.Confining stress測試體積之中的應(yīng)力水平
c.Differential stress非相同步態(tài)狀況下之試驗壓力（平行）的差異
總體上，使用三軸荷重曲線試驗儀進行的測試提供了一種精確、可控的方式來研究材料的力和穩(wěn)定性特性。 完成試驗后，可以通過數(shù)據(jù)分析來指導(dǎo)我們?nèi)绾翁岣卟牧系墓δ芴匦浴?/p>
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