低碳鋼拉伸時彈性模量E的測定實驗

1、低碳鋼拉伸時彈性模量 E 的測定實驗1 實驗?zāi)康? 1、在比例極限內(nèi)驗證虎克定律；2 2、學(xué)習(xí)使用單向引伸計測定鋼材的彈性模量E;3 3、再次熟悉電子萬能試驗機(jī)的使用；4 4、學(xué)習(xí)擬定試驗加載方案。2 儀器和設(shè)備50KN50KN 電子萬能試驗機(jī)、單向引伸計、游標(biāo)卡尺。3 實驗原理在比例極限內(nèi)測定彈性常數(shù)，應(yīng)力與應(yīng)變服從虎克定律，其關(guān)系式為:E二；：L.LA0A0L為了驗證虎克定律并消除測量中可能產(chǎn)生的誤差，一般采用增量法。所謂增量法就是把欲加的最終載荷分成若干等份，逐級加載來測量試件的變形。設(shè)試件橫截面面積為A。,引伸計的標(biāo)距為L。，各級載荷增加量相同，并等于 A AP P, ,各級伸長的增加

2、量為 A AL L, ,則式(2)(2)可改寫為:PLEi二由實驗可以發(fā)現(xiàn)：在各級載荷增量 A AP P 相等時，相應(yīng)地由引伸計測出的伸長增加量 A AL L 也基本相等，這不僅驗證了虎克定律，而且，還有助于我們判斷實驗過程是否正常。若各次測出的 A AL L 相差很大，則說明實驗過程存在問題，應(yīng)及時進(jìn)行檢查。4 實驗操作步驟1 1、用游標(biāo)卡尺測量試樣的直徑和標(biāo)距，并記錄。在試件的標(biāo)距范圍內(nèi)測量試件三個橫截面處的截面直徑，在每個截面上分別取兩個上式中的比例系數(shù)E稱為材料的彈性模量。則:式中下標(biāo)i為加載級數(shù)(i=1,2,n);AN為每級載荷的增加量。相互垂直的方向各測量一次直徑。取六次測量的平均

3、值做為原始直徑d0,并據(jù)此計算試件的橫截面面積A。測量標(biāo)距時，要用游標(biāo)卡尺測量三次，并取三次測量結(jié)果的平均值作為試件的原始長度10。2 2、做實驗裝夾拉伸試樣。通過試驗機(jī)的“上升”、“下降”按鈕把橫梁調(diào)整到方便裝試件的位置，再把上鉗口松開，夾緊試樣的上端；使橫梁下降，當(dāng)試樣能夠夾在下鉗口時，停止；在實驗操作界面上把負(fù)荷、峰值、變形、位移、時間清零，夾緊下鉗口；(4)(4)在“控制面板”上選擇“位移控制”，采用 0.2mm/min0.2mm/min 的速度使橫梁下降，消除預(yù)緊力，使負(fù)荷變?yōu)榱悖谎b夾引伸計，并檢查引伸計是否已正確連接到計算機(jī)主機(jī)的端口上；加載速度選0.5mm/min0.5mm/mi

4、n; ;(6)(6)單擊“新建試樣”按鈕，輸入試件的有關(guān)信息，包括直徑(或長、寬)、標(biāo)距，然后點擊“新建試樣”按鈕，再點擊“確認(rèn)”。再次把負(fù)荷、峰值、變形、位移、時間等各項分別清零。單擊“位移方式”，切換為“取引伸計”模式。在取引伸計模式下，點擊“開始”按鈕，開始實驗。注意觀察加載過程中的載荷與位移的關(guān)系曲線，是一條斜直線。表明試件處于彈性狀態(tài)，應(yīng)力與應(yīng)變成線性關(guān)系。按加載方案在下表中記錄各級載荷作用下的應(yīng)變值。當(dāng)試件即將進(jìn)入屈服階段時，屏幕會彈出對話框提示取下引伸計，此時要迅速取下引伸計。因為此后試件將進(jìn)入屈服階段，在載荷一變形圖上將看到一個很長的波浪形曲線(表明試件處于流塑階段)，應(yīng)力變化

5、不大，但應(yīng)變大大增加。如果不取下引伸計，引伸計將被拉壞。接著材料進(jìn)入強(qiáng)化階段，可將加載速度調(diào)至 5mm/min,5mm/min,繼續(xù)實驗直至試樣拉斷。試樣拉斷后，立即按“停止”按鈕。然后點取“保存數(shù)據(jù)”按鈕，保存試驗數(shù)據(jù)。取下試樣，先將兩段試件沿斷口整齊地對攏，量取并記錄拉斷后兩標(biāo)距點之間的長度11,及斷口處最小的直徑d1,并計算斷后面積。(10)數(shù)據(jù)處理。單擊菜單欄中的“試驗分析”，并在相應(yīng)的對話中選擇需要計算的項目。然后單擊“自動計算”。需要打印時單擊“試驗報告”按鈕，把需要輸出的選項移到右側(cè)的空白框內(nèi)，在曲線類型欄中選擇應(yīng)力-應(yīng)變曲線，單擊“確定”鏤鈕后打印試驗報告。(11)(11)關(guān)閉軟件和試驗機(jī)。5 試驗結(jié)果處理(一)碳鋼試件尺寸計算長度 L L= =mmmm直徑 d d= =截面面積 A A= =mmmm2（二）引伸儀測量記錄1丁 P載荷P(KN)左表右表累計增量讀數(shù)A1（格）讀數(shù)差A(yù)A1（格）讀數(shù)A（格）讀數(shù)差A(yù)A（格）1325237249251126132平均值（三）數(shù)據(jù)處理結(jié)果平均（AAAAi）= =平均（AAAA2）= =（”,（A）左右兩表讀數(shù)差平均值:（AA）=2平均伸長增量（ALAL）=mm=mmPL碳鋼彈性模量E=MPa（LLA）按表格中計算出的每級載荷