弹性模量E和泊松比µ的测定 (一) 实验目的 1.用电测方法测定低碳钢的弹性模量E及泊松比µ; 2.验证虎克定律; (一) 实验目的 1.用电测方法测定低碳钢的弹性模量E及泊松比µ; 2.验证虎克定律; 3.掌握电测方法的组桥原理与应用。
(二)设备及仪器 1.Instron电子拉力试验机。 2.静态电阻应变仪。 3.游标卡尺
(三)试件 平板试件多用于电测法,试件形状尺寸及贴片方位如图1所示。为了保证拉伸时试验结果的准确性,同时在试件两面贴应变片,以消除弯曲带来的误差。
(四) 实验原理 1.测定材料弹性模量E一般采用比例极限内的拉伸试验,材料在比例极限内服从虎克定律,其荷载与变形关系为:
为了验证力与变形的线性关系,采用增量法逐级加载,分别测量在相同载荷增量 ΔP作用下试件所产生的应变增量Δε。 最大应力值要在材料的比例极限内进行测试,故最大的应力值不能超过材料的比例极限, 加载级数一般不少于5级。
2.材料在受拉伸或压缩时,不仅沿纵向发生纵向变形,在横向也会同时发生缩短或增大的横向变形。由材料力学知,在弹性变形范围内,横向应变εy和纵向应变εx成正比关系,这一比值称为材料的泊松比。 实验时,如同时测出纵向应变和横向应变,则可由上式计算出泊松比μ
(五)试验方法与步骤 1.在试件中间截面沿纵向轴线及其垂直方向分别贴三个电阻应变片;在温度补偿块上贴一个电阻应变片。 将试件夹于试验机的下夹头,用半桥接桥方法,把三个工作片及补偿片接至电阻应变仪。
4.打开电脑,启动Bluehill控制软件,选择学生用户,输入密码进入。
5.选择弹性模量测试方法,启动后输入样品文件名,图2,然后单击“下一步”。
6.输入学号、姓名,图3,然后单击“下一步”。
测量试样尺寸 用游标卡尺测量试件截面积尺寸,分别测量试样标距的两端和中间截面积尺寸,计算截面积面积,取三次的平均值作为初始横截面面积。
7.输入试样宽度和厚度,图4。然后单击“下一步”。
8.按界面提示要求进行载荷调零和重设标距。
9.使试件上夹头夹紧后,开始加载,单击“开始”。
10.每加一次载荷,持荷30秒,读出并记下各测点的应变数值和载荷数值
11.第一遍测试结束后,界面如图8所示,然后单击“下一步”。重新回到图2界面。再按上述操作步骤重新开始实验,共做四次。
12.将后三次的测试结果代入有关公式进行计算,用最小二乘法求出E,μ。
(七)试验报告 1. 试验名称: 2. 试验目的: 3. 试验记录及结果: (1) 机器、仪器名称、型号、量程。 (2) 试件尺寸。 1. 试验名称: 2. 试验目的: 3. 试验记录及结果: (1) 机器、仪器名称、型号、量程。 (2) 试件尺寸。 (3) 试验数据记录、表格、图线及计算结果。 4. 用坐标纸按比例绘制σ-ε曲线。
试验数据记录表头参考格式 载荷 (kN) 载荷增量 ΔP(kN) 纵向变形(应变) 横向变形(应变) 左A1 ΔA1 右A2 ΔA2 平均值