測定材料彈性模量實驗.doc

測定材料彈性模量實驗 一、 實驗?zāi)康?1、驗證單向拉伸時的虎克定律并測定低碳鋼的彈性模量E和泊松比。 2、了解電測法的基本原理，學(xué)習(xí)電阻應(yīng)變儀的操作。 二、實驗設(shè)備 1、萬能材料實驗機(jī) 2、CM1C型型數(shù)字靜態(tài)應(yīng)變儀 3、游標(biāo)卡尺 三、測試原理及裝置 測定鋼材彈性常數(shù)時，一般采用在比例極限內(nèi)的拉伸試驗。本實驗采用低碳鋼矩形截面試件，試件形狀如圖31所示，截面名義尺寸為10mm50mm；材料屈服極限s=235.2MPa測試原理如下： 鋼材在比例極限內(nèi)服從虎克定律，其表達(dá)式為： （1） 或 （2） 又由泊松比定義知： （3） 給定試件的幾何尺寸，在試件中線中部的兩面，分別貼上兩片縱向和兩片橫向電阻應(yīng)變片，如圖31所示。將應(yīng)變片的引出線接于電阻應(yīng)變儀（參見附錄）。當(dāng)試件受一定的拉伸載荷P而變形時，便可由電阻應(yīng)變儀測得試件縱向應(yīng)變及橫向應(yīng)變，即可由（2）、（3）式計算出E、值。 為了驗證虎克定律，同時消除測量中可能可能的誤差，加載方式采取等量增值法。即將欲加的最終載荷分成若干等份，逐級加載來測量試件的應(yīng)變。實驗時，每增加載荷，就由電阻應(yīng)變儀讀數(shù)一次，得到相應(yīng)的縱向應(yīng)變和橫向應(yīng)變的增量、，則（2）、 （3）式可改寫為 (i=1,2,3 n) （4） (i=1,2,3 n) （5） 這就是用增量法測量的計算公式，當(dāng)各次加載所對應(yīng)的縱向應(yīng)變基本相等時，說明力與變形之間是線性關(guān)系，由此驗證虎克定律。 四、試驗步驟 1.測取試件尺寸并記錄在表31中。 2.接線。依次將縱向和橫向電阻應(yīng)變片的引出線接在儀器的接線柱上，溫度補(bǔ)償片接在儀器的接線住上、（半橋測量的聯(lián)接）。 3.把功能選擇開關(guān)置于較準(zhǔn)位置，根據(jù)長值確定表頭讀數(shù)，表頭具體讀數(shù)按1000/K式計算。 4.把功能選擇開關(guān)置于較準(zhǔn)位置，前面板通道選擇的10點與前面板10各平衡電位器一一對應(yīng)，并且與后面板的10個接線柱一一對應(yīng)，調(diào)節(jié)平衡電位器，使各個點的表頭讀數(shù)為零。 5.加載荷后，可通過測量點轉(zhuǎn)換開關(guān)的轉(zhuǎn)動來讀取并記錄數(shù)字面板的讀數(shù)測量點指示由紅色（綠色）燈泡對應(yīng)測量點示數(shù)和旋鈕指示共同表示。 6.擬定加載方案。擬定是一般遵循下列原則： （1）據(jù)截面計算最大載荷值，并使不超過比例極限。一般低碳鋼取為。 （2）定初載荷，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，可按所用測量讀盤量程的10%選取。 （3）至少應(yīng)有45級加載，每級加載量應(yīng)為使應(yīng)變儀讀數(shù)有明顯變化。 7上述過程中指導(dǎo)教師檢查后可加載進(jìn)行正式試驗：開動試驗機(jī)，慢速加載之，從電阻應(yīng)變儀讀出個點初讀數(shù)，記下值。然后緩慢逐級加載。每增加載荷，對個測點記錄一次讀數(shù)，直到加至終載荷值。實驗過程中，應(yīng)隨時將各點先后兩次讀數(shù)之差計算出來，以檢查和是否成線性關(guān)系。若某個讀數(shù)差與其他各次之值相差較多時，則需重做實驗。 上述測試過程重復(fù)三次 8試驗完畢后請教師檢查實驗記錄，然后關(guān)閉電源，卸載，拆線。 五、實驗結(jié)果記錄格式及數(shù)據(jù)處理 1.讀數(shù)紀(jì)錄表格試件尺寸 表3-1平均橫截面面積橫截面橫截面橫截面平均值實驗記錄 表3-2測試次數(shù)載荷值縱向應(yīng)變值橫向應(yīng)變值讀數(shù)讀數(shù)差讀數(shù)讀數(shù)差1P1P2P3P42P1P2P3P43P1P2P3P4 2數(shù)據(jù)處理及計算表格 取三次實驗數(shù)據(jù)中最好的一組，由公式（4）計算每次載荷增量對應(yīng)的彈性模量 （i=1,2,n） 再按算術(shù)平均值 (i=1,2,.n) （6） 計算柏松比的實驗結(jié)果 （7