结合金属材质塑性、强度、断裂特性,区分塑性金属、中强合金、脆性金属、线材/ 薄壁、建筑钢筋五大类,明确最大力保护计算规则、取值差异、配套设置,附实例,现场直接套用。
先统一基础规则:
1.传感器额定量程记为\(F_\text{FS}\),全局安全上限:保护值≤ 105% \(F_\text{FS}\)(国标过载保护要求,严禁超110%\(F_\text{FS}\))。
2.预估断裂力记为\(F_\text{max}\),保护值优先按「\(F_\text{max} \times\)安全系数」设定。
3.最大力保护是安全防线,正常试验不得触发。
一、分类设置差异& 实操参数
1. 高塑性软金属(低碳钢、纯铝、纯铜、软态合金)
特性
屈服明显、颈缩充分、断裂平缓,无瞬时冲击,力值上升稳定。
安全系数
1.20
保护值公式
\(F_\text{保护} = F_\text{max} \times 1.20\),且 \(\le 105\%F_\text{FS}\)
配套搭配
·试验主结束:力值下降50%
·位移限位:标距× 1.35~1.45
示例
φ10mm 低碳钢,\(F_\text{max}\approx39\ \mathrm{kN}\),传感器 50kN
\(F_\text{保护}=39\times1.20=\boldsymbol{46.8\ \mathrm{kN}}\)(<52.5kN,合规)
2. 中等塑性合金(中碳钢、低合金钢、不锈钢)
特性
强度偏高、伸长率中等,颈缩减弱,加载速度快时力值波动略大。
安全系数
1.15
保护值公式
\(F_\text{保护} = F_\text{max} \times 1.15\),且 \(\le 105\%F_\text{FS}\)
配套搭配
·试验主结束:力值下降40%~50%
·位移限位:标距× 1.25~1.35
示例
试样预估最大力\(F_\text{max}=45\ \mathrm{kN}\),50kN 传感器
\(F_\text{保护}=45\times1.15=\boldsymbol{51.75\ \mathrm{kN}}\)(<52.5kN,合规)
3. 脆性金属(高碳钢、淬火回火钢、铸铁、硬质合金)
特性
无明显颈缩,瞬时脆断、冲击载荷大,断裂瞬间力值陡降,易产生瞬时峰值。
安全系数
1.10(全系最小系数,避免冲击过载)
保护值公式
\(F_\text{保护} = F_\text{max} \times 1.10\),且 \(\le 105\%F_\text{FS}\)
配套搭配
·试验主结束:力值下降20%~30%(快速停机,减小冲击)
·位移限位:标距× 1.10~1.15(伸长量极小)
示例
铸铁试样\(F_\text{max}=40\ \mathrm{kN}\),50kN 传感器
\(F_\text{保护}=40\times1.10=\boldsymbol{44\ \mathrm{kN}}\)
4. 细金属线材、薄带、箔材
特性
截面积小、绝对力值低;易打滑、受力不均,力值易异常跳变。
安全系数
1.18
特殊要求
1.优先选用小量程传感器(5kN/10kN/20kN),禁止大量程搭配小力试样;
2.保护值同时兼顾:既要防误触发,又要防打滑卡死导值异常飙升;
3.主结束:力值下降30%。
5. 建筑用钢筋(HRB400/HRB500 等)
特性
规格大、屈服平台长、整体塑性良好,批量试验工况稳定。
安全系数
1.15
配套搭配
·主结束:力值下降40%~50%
·位移限位:标距× 1.20~1.30
补充
大直径钢筋预估力接近传感器80% 量程时,保护值直接按105%\(F_\text{FS}\)设置。