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弹性模量计算方法

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弯曲法等。

用力F作用在一立方形物体的上面,并使其下面固定(如图一),物体将发生

形变成为斜的平行六面体,这种形变称为切变,出现切变后,距底面不同距离

处的绝对形变不同(AA'>BB'),而相对形变则相等,即

(6-3)

式中称为切变角,当值较小时,可用代替,实验表明,一定限度内切

变角与切应力成正比,此处S为立方体平行于底的截面积,现以符号 表

示切应力 ,则

(6-4)

比例系数G称切变模量。

测量切变模量的方法有静态扭转法、摆动法。

实验目的

1. 掌握测量固体杨氏弹性模量的一种方法。

2. 掌握测量微小伸长量的光杠杆法原理和仪器的调节使用。

3. 学会一种数据处理方法——逐差法。

实验仪器

杨氏模量仪、尺读望远镜、光杠杆、水准仪、千分尺、游标卡尺(精度0.02m

m )及1kg砝码9个。

实验的详细装置如图1所示。其中尺读望远镜由望远镜和标尺架组成,望

远镜的仰角可由仰角螺钉调节,望远镜的目镜可以调节,还配有调焦手轮。杨

氏模量仪是一个较大的三脚架,装有两根平行的立柱,立柱上部横梁中央可以

固定金属丝,立柱下部架有一个小平台,用于架设光杠杆。小平台的位置高低

可沿立柱升降、调节、固定。三脚架的三个脚上配有三个螺丝,用于调节小平

台水平。

光杠杆如图2所示,将一个小反射镜装在一个三脚架上,前两脚和镜子同

面,后脚(或叫主杆、主脚)垂直镜架,其长度a可以调节。

实验原理

由(1)式可知,只要测得F、S、L、 L各量,就可以求出物体杨氏模量。其中F可以从添加的砝码直接写出;S可用螺旋测微器(千分尺)量出金属丝的直径d算出;L可用米尺量度,唯有 L很微小,用一般工具不能量准,本实验用光杠杆对 L进行准确的间接测量。

光杠杆测量微小伸长量 L的基本装置如简图2所示。待测金属丝L上端固定,下端夹在小圆柱体的中央缝隙中,小圆柱体穿套在一个固定的小平台的圆孔中,并可以自由地上下移动,其下端有一个环,可以挂砝码,以产生作用力F,光杠杆前脚立在固定的小平台上,后脚尖立在小圆柱体上,光杠杆前方D距离处有观测的标尺和尺读望远镜。

假定添加砝码之前,光杠杆的小反射镜M的镜面竖直,从望远镜中的横丝上,可以见到标尺N0刻度经M反射所成的像。添加砝码之后,金属丝相应拉长了 L,光杠杆的后脚尖也随小圆柱下降了 L,此时,后脚将带动小镜转过一个小角度θ到M′处,因此,在望远镜中将看到以θ角入射和反射的标尺Ni刻度所成的像,入射线和反射线之前的夹角为2θ,据图3的几何关系,可得:

∵甚小,上两式可

以写成:

消去 可得:

(5)

上式表明,如果D取值远大于 ,则 n将是L的倍(》1),就是光

杠杆的放大倍数。(5)式右边各量均可用一般的测长工具直接度量,即可由标尺上的读数差取得;D可用米尺量取;α为光杠杆后脚长,可把光杠杆取下印出三个脚尖,用卡尺量出后脚尖到前两脚连线中点的距离,即为 。从而通过(5)式可以算出 L,这就是光杠杆测L的原理。

将(5)式代入(1)式,得杨氏模量E最终的计算式为:

E (6)

实验方法

(1)先置水准仪于小平台上,检查、调节小平台水平(应在相互正交的两个方向上都达到水平指示),达到水平后,取下水准仪。

(2)小圆柱下端预先挂上2kg砝码,以拉直金属丝,然后调小平台高低位置,使小平台上表面与小圆柱体上端等高,抄记金属丝的长度L(固定端至小圆柱体上表面之间的距离)。

(3)把光杠杆立在小平台上(前脚置于小平台上的沟槽内,后脚立于小圆柱体上),并调节光杠杆的小镜面至铅直(目估即可)。

(4)调节尺读望远镜:

把尺读远镜立在光杠杆小镜前约1.10~1.30m处,调节其高度,使望远镜大致与光杠杆小镜等高;用尺读望远镜瞄准线对准小镜;先用一只眼睛靠近目镜头上方直接朝小镜看去,应能见到镜子里有标尺的像;如看不到,可变动一下望远镜及标尺的相对位置,或移动尺读望远镜底座,或调整光杠杆镜面,直至上述现象出现。

在上述状态下调节望远镜,分两步进行:①先调望远镜的目镜,直至看到最

清晰的十字丝,并转动望远镜目镜镜筒,使横丝水平;② 调节望远镜的调焦手轮(通过转动中部旋钮)直至看清标尺的像,且标尺像与十字丝同面,即当眼睛略上下移动时,横丝和标尺像无相对位移(无视差)。此后便可以进行观测,记下横丝所对准的标尺读数n0。

(5)依次添加砝码七次(每次添1kg),并逐次记录出现于望远镜中的标尺刻度n1、n2、…、n7。然后,依次减去砝码七次(每次1kg),并记录相应

的读数n7、n6、n5、n4、…、n0,求同一拉力下的平均读数、、…、。

然后将平均读数分成 、 、 、 和 、 、 、两组,用逐

差法算出每增添4kg砝码时的平均读数差 。计算式为: =[( - )+(

- )+( - )+( - )]/4

(6)用尺读望远镜测量标尺至光杠杆的前脚距离D;尺读望远镜上下叉丝对齐标尺刻度之差×100倍为D的2倍值。用卡尺测量光杠杆后脚长a(方法见光杠杆测量装置末段所述);用螺旋测微器测量金属丝的直径d(应在不同位置

量五次,求平均值 )。

(7)记录金属丝长度L,四个砝码的拉力F,以及D、a。它们的不确定度

及L值由实验室给出。用(6)式算出杨氏模量E,计算出E的不确定度,写出E

±U E。

注意事项

1.仪器一旦调好,并开始观测后,除了小心增减砝码以外,万勿碰触变动仪器任何部位,以防前功尽弃。

2.读数勿读错,应沿由小到大数字方向读数。例如2.45cm,不要读成

3.55cm。 预习思考题

1. 如果把金属丝长度变长(或变短)些, 变吗?E变吗?

2. 光杠杆测量装置是怎样测微小伸长量的?

3. 采用什么办法可以提高光杠杆的放大倍数?

复习思考题

1. 怎样调节望远镜?调到什么状况才算调好了?

2. 本实验可否用作图的数据处理方法去确定杨氏模量?是怎样的关系曲线?

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水泥混凝土抗弯拉弹性模量试验方法

水泥混凝土抗弯拉弹性模量试验方法 1、目的、适用范围和引用标准 本方法规定了测定水泥混凝土抗弯拉弹性模量的方法和步骤。抗弯拉弹性模量是以 1/2抗弯拉强度时的加荷为准。 2、每组6根同龄期同条件制作的试件,3根用于测定抗弯拉强 度,3根则用作抗弯拉弹性模量试验。 3、试验步骤 (1)至试验龄期时,自养护室取出试件,用湿布覆盖, 避免其湿度变化。清除试件表面污垢,修平与装置接触的 试件部分(对抗弯拉强度试件即可进行试验)。在试件上 下面即成型时两侧面)戈U出中线和装置位置线,在千分 表架共四个脚点处,用于毛巾先擦干水分,再用 502胶 水粘牢小玻璃片,量出试件中部的宽度和高度,精确至 1mm。 (2)将试件安放在支座上,使成型时的侧面朝天上, 千分表架放在试件上,压头及支座线垂直于试件 中线且无偏心加载情况,而后缓缓加上约1kN压 力,停机检查支座等各接缝处有无空隙(必要时需加金属

薄垫片),应确保试件不扭动,而后安装千分表,其触 电及表架触点稳立在小玻璃片上。 (3)取抗弯拉极限荷载平均值的 1/2 为抗弯拉弹性模 量试验的荷载标准(即F0.5)进行5次加卸荷载循环,由 1kN 起,以 0.15Kn/s-0.25Kn/s 的速度加荷, 至 3kN 刻度处停机(设为 Fo ),保持约 30s (在此段 加荷时间中,千分表指针应能起动,否 则应提高Fo至4kN等),记下千分表读数△ o, 而后 继续加至F0.5,保持约30s,记下千分表读数△ 0.5;再以同样速度卸荷至 1kN,保持约30s,为第一 次循环。 (4)同第一次循环,共进行五次循环,取第五次循环 的挠度值相差大于 0.5g时,须进行第六次循环, 直到两次相邻循环挠度值之差符合上述要求为止,取最后 一次挠度值为准。 ( 5)当最后一次循环完毕,检查各读数无误后,立即 去掉千分表,继续加荷直至试件折断,记下循环 后抗弯拉强度f‘ f观察断裂面形状和位置。如 1 > 断面在三分点外侧,则此根试件结果无效;如有两根试件 结果无效,则该组试验无效。

弹性模量和泊松比的测量

材料弹性模量 E 和泊松比 的测定
一,实验目的 1,测定常用金属材料的弹性模量 E 和泊松比 . 2,验证胡克(Hooke)定律. 二,实验仪器设备和工具 1,组合实验台中拉伸装置 2,XL2118 系列力&应变综合参数测试仪 3,游标卡尺,钢板尺 三,实验原理和方法 试件采用矩形截面试件, 电阻应变片布片方式如图 3-4. 在试件中央截面上, 沿前后两面的轴线方向分别对称的贴一对轴向应变片 R1,R1ˊ和一对横向应变 片 R2,R2ˊ,以测量轴向应变ε和横向应变εˊ.
P
P
R1 R2 b
R1ˊ R2ˊ
R1 R2 h
R
R
补偿块 P P
图 3-4 拉伸试件及布片图 1,弹性模量 E 的测定 由于实验装置和安装初始状态的不稳定性, 拉伸曲线的初始阶段往往是非线 性的.为了 尽可能减小测量误差,实验宜从一初载荷P0(P0≠0)开始,采用增量法,分级加 载,分别测量在各相同载荷增量△P作用下,产生的应变增量△ε,并求出△ε 的平均值.设试件初始横截面面积为A0,又因ε=△l/l,则有
E
=
εA
P
0
上式即为增量法测 E 的计算公式.
△ — 轴向应变增量的平均值 ε 式中 A0 — 试件截面面积 用上述板试件测 E 时, 合理地选择组桥方式可有效地提高测试灵敏度和实验 效率.下面讨论几种常见的组桥方式.

单臂测量(图 3-5a) R1 工作片 A 补偿片 R3 机内电阻 D E (a) B R1′ R1 A R3 D E (b) B R1 R Uab A R D E (d) R1′ C A R2′ D E R1′ C R1 B R2 Uab R4 R R Uab C A R3 D E (c) R4 C R1 R1′ B R2 R2′ Uab R4 C R Uab
(e) 图 3-5 几种不同的组桥方式 实验时,在一定载荷条件下,分别对前,后两枚轴向应变片进行单片测量, 并取其平均值ε=(ε1+ε1′)/2.显然(εn+ε0)代表载荷(Pn+P0)作用 下试件的实际应变量.而且ε消除了偏心弯曲引起的测量误差. (2)轴向应变片串连后的单臂测量(图 3-5b) 为消除偏心弯曲引起的影响,可将前后两轴向应变片串联后接在同一桥臂 (AB)上,而邻臂(BC)接相同阻值的补偿片.受拉时两枚轴向应变片的电阻变 化分别为

拉伸时材料弹性模量E和泊松比的测定

实验三 电测法测定材料的弹性模量和泊松比 弹性模量E 和泊松比μ是各种材料的基本力学参数,测试工作十分重要,测试方法也很多,如杠杆引伸仪法、电测法、自动检测法,本次实验用的是电测法。 一、 实验目的 在比例极限内,验证胡克定律,用应变电测法测定材料的弹性模量E 和泊松比μ。 二、 实验仪器设备和试样 1. 材料力学多功能实验台 2. 静态电阻应变仪 3. 游标卡尺 4. 矩形长方体扁试件 三、 预习要求 1. 预习本节实验内容和材料力学书上的相关内容。 2. 阅读并熟悉电测法基本原理和电阻应变仪的使用操作。 四、实验原理和方法 材料在比例极限范围内,正应力σ和线应ε变呈线性关系,即:εσE = 比例系数E 称为材料的弹性模量,可由式3-1计算,即:ε σ=E (3-1) 设试件的初始横截面面积为o A ,在轴向拉力F 作用下,横截面上的正应力为: o A F = σ 把上式代入式(3-1)中可得: ε o A F E = (3-2) 只要测得试件所受的荷载F 和与之对应的应变ε,就可由式(3-2)算出弹性模量E 。

受拉试件轴向伸长,必然引起横向收缩。设轴向应变为ε,横向应变为ε'。试验表明,在弹性范围内,两者之比为一常数。该常数称为横向变形系数或泊松比,用μ表示,即: ε εμ'= 轴向应变ε和横向应变ε'的测试方法如下图所示。在板试件中央前后的两面沿着试件轴线方向粘贴应变片1R 和'1R ,沿着试件横向粘贴应变片2R 和'2R 。为了消除试件初曲率和加载可能存在偏心引起的弯曲影响,采用全桥接线法。分别是测量轴向应变ε和横向应变ε'的测量电桥。根据应变电测法原理基础,试件的轴向应变和横向应变是每台应变仪应变值读数的一半,即: r εε21= '='r εε2 1 实验时,为了验证胡克定律,采用等量逐级加载法,分别测量在相同荷载增量F ?作用下的轴向应变增量ε?和横向应变增量ε'?。若各级应变增量相同,就验证胡克定律。 五、 实验步骤 1. 测量试件。在试件的工作段上测量横截面尺寸,并计算试件的初始横截面面积o A 2. 拟定实验方案。 1) 确定试件允许达到的最大应变值(取材料屈服点S σ的70%~80%)及所需的最大载 荷值。 2) 根据初荷载和最大荷载值以及其间至少应有5级加载的原则,确定每级荷载的大小。 3) 准备工作。把试件安装在试验台上的夹头内,调整试验台,按图的接线接到两台应 变仪上。 4) 试运行。扭动手轮,加载至接近最大荷载值,然后卸载至初荷载以下。观察试验台 和应变仪是否处于正常工作状态。 5) 正式实验。加载至初荷载,记下荷载值以及两个应变仪读数r ε、'r ε。以后每增加 一级荷载就记录一次荷载值及相应的应变仪读数r ε、' r ε,直至最终荷载值。以上实验重复3遍。

弹性模量计算方法

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弯曲法等。 用力F作用在一立方形物体的上面,并使其下面固定(如图一),物体将发生 形变成为斜的平行六面体,这种形变称为切变,出现切变后,距底面不同距离 处的绝对形变不同(AA'>BB'),而相对形变则相等,即 (6-3) 式中称为切变角,当值较小时,可用代替,实验表明,一定限度内切 变角与切应力成正比,此处S为立方体平行于底的截面积,现以符号 表 示切应力 ,则 (6-4) 比例系数G称切变模量。 测量切变模量的方法有静态扭转法、摆动法。 实验目的 1. 掌握测量固体杨氏弹性模量的一种方法。 2. 掌握测量微小伸长量的光杠杆法原理和仪器的调节使用。 3. 学会一种数据处理方法——逐差法。 实验仪器 杨氏模量仪、尺读望远镜、光杠杆、水准仪、千分尺、游标卡尺(精度0.02m m )及1kg砝码9个。 实验的详细装置如图1所示。其中尺读望远镜由望远镜和标尺架组成,望 远镜的仰角可由仰角螺钉调节,望远镜的目镜可以调节,还配有调焦手轮。杨 氏模量仪是一个较大的三脚架,装有两根平行的立柱,立柱上部横梁中央可以 固定金属丝,立柱下部架有一个小平台,用于架设光杠杆。小平台的位置高低 可沿立柱升降、调节、固定。三脚架的三个脚上配有三个螺丝,用于调节小平 台水平。 光杠杆如图2所示,将一个小反射镜装在一个三脚架上,前两脚和镜子同

弯曲应力计算 (1)

第7章弯曲应力 引言 前一章讨论了梁在弯曲时的内力——剪力和弯矩。但是,要解决梁的弯曲强度问题,只了解梁的内力是不够的,还必须研究梁的弯曲应力,应该知道梁在弯曲时,横截面上有什么应力,如何计算各点的应力。 在一般情况下,横截面上有两种内力——剪力和弯矩。由于剪力是横截面上切向内力系的合力,所以它必然与切应力有关;而弯矩是横截面上法向内力系的合力偶矩, F时,就必然有切应力τ;所以它必然与正应力有关。由此可见,梁横截面上有剪力 Q 有弯矩M时,就必然有正应力 。为了解决梁的强度问题,本章将分别研究正应力与切应力的计算。 弯曲正应力 纯弯曲梁的正应力 由前节知道,正应力只与横截面上的弯矩有关,而与剪力无关。因此,以横截面上只有弯矩,而无剪力作用的弯曲情况来讨论弯曲正应力问题。 在梁的各横截面上只 有弯矩,而剪力为零的弯 曲,称为纯弯曲。如果在 梁的各横截面上,同时存 在着剪力和弯矩两种内 力,这种弯曲称为横力弯 曲或剪切弯曲。例如在图 7-1所示的简支梁中,BC 段为纯弯曲,AB段和CD 段为横力弯曲。 分析纯弯曲梁横截面 上正应力的方法、步骤与 分析圆轴扭转时横截面上 切应力一样,需要综合考 虑问题的变形方面、物理 方面和静力学方面。图7-1 变形方面为了研究与横截面上正应力相应的纵向线应变,首先观察梁在纯弯曲时的变形现象。为此,取一根具有纵向对称面的等直梁,例如图7-2(a)所示的矩形截面梁,并在梁的侧面上画出垂直于轴线的横向线m-m、n-n和平行于轴线的纵向线d-d、

b -b 。然后在梁的两端加一对大小相等、方向相反的力偶e M ,使梁产生纯弯曲。此时 可以观察到如下的变形现象。 纵向线弯曲后变成了弧线''a a 、''b b , 靠顶面的aa 线缩短了,靠底面的bb 线伸长 了。横向线m -m 、n -n 在梁变形后仍为直线,但相对转过了一定的角度,且仍与弯曲 了的纵向线保持正交,如图7-2(b)所示。 梁内部的变形情况无法直接观察,但根据梁表面的变形现象对梁内部的变形进行 如下假设: (1) 平面假设 梁所有的横截面变形后仍为平面.且仍垂直于变形后的梁的轴线。 (2) 单向受力假设 认为梁由许许多多根纵向纤维组成,各纤维之间没有相互挤压, 每根纤维均处于拉伸或压缩的单向受力状态。 根据平面假设,前面由实验观察到的变形现象已经可以推广到梁的内部。即梁在 纯弯曲变形时,横截面保持平面并作相对转动,靠近上面部分的纵向纤维缩短,靠近 下面部分的纵向纤维伸长。由于变形的连续性,中间必有一层纵向纤维既不伸长也不 缩短,这层纤维称为中性层(图7-3)。中性层与横截面的交线称为中性轴。由于外力偶 作用在梁的纵向对称面内因此梁的变形也应该对称于此平面,在横截面上就是对称于 对称轴。所以中性轴必然垂直于对称轴,但具体在哪个位置上,目前还不能确定。 考察纯弯曲梁某一微段dx 的变形(图7-4)。设弯曲变形以后,微段左右两横截面 的相对转角为d ?,则距中性层为y 处的任一层纵向纤维bb 变形后的弧长为 式中,ρ为中性层的曲率半径。该层纤维变形前的长度与中性层处纵向纤维OO 长度 相等,又因为变形前、后中性层内纤维OO 的长度不变,故有 由此得距中性层为y 处的任一层纵向纤维的线应变 ρ y θρθρθy)(ρbb bb b'b'ε=-+=-=d d d (a) 上式表明,线应变ε?随y 按线性规律变化。 物理方面 根据单向受力假设,且材料在拉伸及压缩时的弹性模量E 相等,则由 虎 克定律,得 ρ y E E εσ== (b) 式(b)表明,纯弯曲时的正应力按线性规律变化,横截面上中性轴处,y =0,因而 ?=0,中性轴两侧,一侧受拉应力,另一侧受压应力,与中性轴距离相等各点的正应 力数值相等(图7-5)。 静力学方面 虽然已经求得了由式(b)表示的正应力分布规律,但因曲率半径?和 中性轴的位置尚未确定,所以不能用式(b)计算正应力,还必须由静力学关系来解决。 在图7-5中,取中性轴为z 轴,过z 、y 轴的交点并沿横截面外法线方向的轴为x 轴,作用于微面积dA 上的法向微内力为dA σ。在整个横截面上,各微面积上的微内

大学物理-拉伸法测弹性模量 实验报告

大连理工大学 大 学 物 理 实 验 报 告 院(系) 材料学院 专业 班级 姓 名 学号 实验台号 实验时间 年 月 日,第 周,星期 第 节 实验名称 拉伸法测弹性模量 教师评语 实验目的与要求: 1. 用拉伸法测定金属丝的弹性模量。 2. 掌握光杠杆镜尺法测定长度微小变化的原理和方法。 3. 学会处理实验数据的最小二乘法。 主要仪器设备: 弹性模量拉伸仪(包括钢丝和平面镜、直尺和望远镜所组成的光杠杆装置), 米尺, 螺旋测微器 实验原理和内容: 1. 弹性模量 一粗细均匀的金属丝, 长度为l , 截面积为S , 一端固定后竖直悬挂, 下端挂以质量为m 的砝码; 则金属丝在外力F=mg 的作用下伸长Δl 。 单位截面积上所受的作用力F/S 称为应力, 单位长度的伸长量 Δl/l 称为应变。 有胡克定律成立:在物体的弹性形变范围内,应力F/S 和Δl/l 应变成正比, 即 l l ?=E S F 其中的比例系数 l l S F E //?= 称为该材料的弹性模量。 性质: 弹性模量E 与外力F 、物体的长度l 以及截面积S 无关, 只决定于金属丝的材料。

实验中测定E , 只需测得F 、S 、l 和l ?即可, 前三者可以用常用方法测得, 而l ?的数量级很小, 故使用光杠杆镜尺法来进行较精确的测量。 2. 光杠杆原理 光杠杆的工作原理如下: 初始状态下, 平面镜为竖直状态, 此时标尺读数为n 0。 当金属丝被拉长l ?以后, 带动平面镜旋转一角度α, 到图中所示M ’位置; 此时读得标尺读数为n 1, 得到刻度变化为 01n n n -=?。 Δn 与l ?呈正比关系, 且根据小量 忽略及图中的相似几何关系, 可以得到 n B b l ??= ?2 (b 称为光杠杆常数) 将以上关系, 和金属丝截面积计算公式代入弹性模量的计算公式, 可以得到 n b D FlB E ?= 2 8π (式中B 既可以用米尺测量, 也可以用望远镜的视距丝和标尺间接测量; 后者的原理见附录。) 根据上式转换, 当金属丝受力F i 时, 对应标尺读数为n i , 则有 02 8n F bE D lB n i i +?= π 可见F 和n 成线性关系, 测量多组数据后, 线性回归得到其斜率, 即可计算出弹性模量E 。 P.S. 用望远镜和标尺测量间距B : 已知量: 分划板视距丝间距p , 望远镜焦距f 、转轴常数δ 用望远镜的一对视距丝读出标尺上的两个读数N1、N2, 读数差为ΔN 。 在几何关系上忽略数量级差别大的量后, 可以得到 N p f x ?= , 又在仪器关系上, 有x=2B , 则N p f B ??=21 , (100=p f )。 由上可以得到平面镜到标尺的距离B 。

关于弹性模量

材料的“模量”一般前面要加说明语,如弹性模量、压缩模量、剪切模量、截面模量等。这些都是与变形有关的一种指标。 杨氏模量(Young's Modulus): 杨氏模量就是弹性模量,这是材料力学里的一个概念。对于线弹性材料有公式σ(正应力)=Eε(正应变)成立,式中σ为正应力,ε为正应变,E为弹性模量,是与材料有关的常数,与材料本身的性质有关。杨(ThomasYoung1773~1829)在材料力学方面,研究了剪形变,认为剪应力是一种弹性形变。1807年,提出弹性模量的定义,为此后人称弹性模量为杨氏模量。钢的杨氏模量大约为2×1011N·m-2,铜的是1.1×1011 N·m-2。 弹性模量(Elastic Modulus)E: 弹性模量E是指材料在弹性变形范围内(即在比例极限内),作用于材料上的纵向应力与纵向应变的比例常数。也常指材料所受应力如拉伸,压缩,弯曲,扭曲,剪切等)与材料产生的相应应变之比。 弹性模量是表征晶体中原子间结合力强弱的物理量,故是组织结构不敏感参数。在工程上,弹性模量则是材料刚度的度量,是物体变形难易程度的表征。 弹性模量E在比例极限内,应力与材料相应的应变之比。对于有些材料在弹性范围内应力-应变曲线不符合直线关系的,则可根据需要可以取切线弹性模量、割线弹性模量等人为定义的办法来代替它的弹性模量值。根据不同的受力情况,分别有相应的拉伸弹性模量modulus of elasticity for tension (杨氏模量)、剪切弹性模量shear modulus of elasticity (刚性模量)、体积弹性模量、压缩弹性模量等。 剪切模量G(Shear Modulus): 剪切模量是指剪切应力与剪切应变之比。剪切模数G=剪切弹性模量G=切变弹性模量G 切变弹性模量G,材料的基本物理特性参数之一,与杨氏(压缩、拉伸)弹性模量E、泊桑比ν并列为材料的三项基本物理特性参数,在材料力学、弹性力学中有广泛的应用。 其定义为:G=τ/γ,其中G(Mpa)为切变弹性模量; τ为剪切应力(Mpa); γ为剪切应变(弧度)。 体积模量K(Bulk Modulus): 体积模量可描述均质各向同性固体的弹性,可表示为单位面积的力,表示不可压缩性。公式如下K=E/(3×(1-2×v)),其中E为弹性模量,v为泊松比。具体可参考大学里的任一本弹性力学书。 性质:物体在p0的压力下体积为V0;若压力增加(p0→p0+dP),则体积减小为

弹性模量E和泊松比

00 EA A P == ε σε 弹性模量E 和泊松比μ的测定 拉伸试验中得到的屈服极限бb 和强度极限бS ,反映了材料对力的作用的承受能力,而延伸率δ或截面收缩率ψ,反映了材料缩性变行的能力,为了表示材料在弹性范围内抵抗变行的难易程度,在实际工程结构中,材料弹性模量E 的意义通常是以零件的刚度体现出来的,这是因为一旦零件按应力设计定型,在弹性变形范围内的服役过程中,是以其所受负荷而产生的变性量来判断其刚度的。一般按引起单为应变的负荷为该零件的刚度,例如,在拉压构件中其刚度为: 式中 A 0为零件的横截面积。 由上式可见,要想提高零件的刚度E A 0,亦即要减少零件的弹性变形,可选用高弹性模量的材料和适当加大承载的横截面积,刚度的重要性在于它决定了零件服役时稳定性,对细长杆件和薄壁构件尤为重要。因此,构件的理论分析和设计计算来说,弹性模量E 是经常要用到的一个重要力学性能指标。 在弹性范围内大多数材料服从虎克定律,即变形与受力成正比。纵向应力与纵向应变的比例常数就是材料的弹性模量E ,也叫杨氏模量。横向应变与纵向应变之比值称为泊松比μ,也叫横向变性系数,它是反映材料横向变形的弹性常数。 因此金属才料拉伸时弹性模量E 地测定是材料力学最主要最基本的一个实验,下面用电测法测定低碳钢弹性模量E 和泊松比μ。 (一) (一) 试验目的 1. 1.用电测方法测定低碳钢的弹性模量E 及泊松比μ; 2. 2.验证虎克定律; 3. 3.掌握电测方法的组桥原理与应用。 (二) (二) 试验原理 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: 0EA PL L ?= ?(1) 若已知载荷ΔP 及试件尺寸,只要测得试件伸长ΔL 即可得出弹性模量E 。 (2) 由于本试验采用电测法测量,其反映变形测试的数据为应变增量,即 (3) 所以(2)成为: (4) 0)(A L PL E ???= )(L L ??= ?εε ???= 10A P E

弹性模量测量方法

弹性模量测量方法 点击次数:3972 发布时间:2010-10-22 ? 弹性模量测量方法?最简单的形变是线状或棒状物体受到长度方向上的拉力 作用,发生长度伸长。设金属丝(或杆)的原长为L,横截面积为S,在弹性限度内的拉力F作用下,伸长了L。比值F/S为金属丝单位横截面积上所受的力,叫做胁强(或应力),相对伸长量L/L叫胁变(或应变)。据虎克定律,胁强和胁变成正比,即: (1) 比例系数: (2) E叫做物体的弹性模量(或称杨氏模量)。E的大小与物体的粗细、长短等形状无关,只决定于材料的性质,它是表示各种固体材料抗拒形变能力的重要物理量,是各种机械设计和工程技术选择构件用材必须考虑的重要力学参量。 任何固体在外力作用下都会改变固体原来的形状大小,这种现象叫做形变。一定限度以内的外力撤除之后,物体能完全恢复原状的形变,叫弹性形变。 杨氏弹性模量的测量方法有静态测量法、共振法、脉冲传输法等,其中以共振法和脉冲法测量精度较高。杨氏弹性模量的静态测量法就是在物体加载以后,测出物体的应力和应变,根据一定的计算式得到E值,主要有拉伸法、梁弯曲法等。 用力F作用在一立方形物体的上面,并使其下面固定(如图一),物体将发生形变成为斜的平行六面体,这种形变称为切变,出现切变后,距底面不同距离处的绝对形变不同(AA'>BB'),而相对形变则相等,即 ?弹性模量测量方法(6-3) 式中称为切变角,当值较小时,可用代替,实验表明,一定限度内切变角与切应力成正比,此处S为立方体平行于底的截面积,现以符号表示切应力,则 (6-4) 比例系数G称切变模量。 测量切变模量的方法有静态扭转法、摆动法。 实验目的

弹性模量概念

https://www.doczj.com/doc/2417071237.html,/question/50928693.html?fr=qrl&fr2=query 弹性模量 开放分类:工程力学 拼音:tanxingmoliang 英文名称:modulusofelasticity 说明:又称杨氏模量。弹性材料的一种最重要、最具特征的力学性质。是物体弹性t变形难易程度的表征。用E表示。定义为理想材料有小形变时应力与相应的应变之比。E以单位面积上承受的力表示,单位为牛/米^2。模量的性质依赖于形变的性质。剪切形变时的模量称为剪切模量,用G表示;压缩形变时的模量称为压缩模量,用K表示。模量的倒数称为柔量,用J表示。 拉伸试验中得到的屈服极限бb和强度极限бS ,反映了材料对力的作用的承受能力,而延伸率δ 或截面收缩率ψ,反映了材料缩性变形的能力,为了表示材料在弹性范围内抵抗变形的难易程度,在实际工程结构中,材料弹性模量E的意义通常是以零件的刚度体现出来的,这是因为一旦零件按应力设计定型,在弹性变形范围内的服役过程中,是以其所受负荷而产生的变形量来判断其刚度的。一般按引起单为应变的负荷为该零件的刚度,例如,在拉压构件中其刚度为: 式中A0为零件的横截面积。 由上式可见,要想提高零件的刚度E A0,亦即要减少零件的弹性变形,可选用高弹性模量的材料和适当加大承载的横截面积,刚度的重要性在于它决定了零件服役时稳定性,对细长杆件和薄壁构件尤为重要。因此,构件的理论分析和设计计算来说,弹性模量E是经常要用到的一个重要力学性能指标。 在弹性范围内大多数材料服从虎克定律,即变形与受力成正比。纵向应力与纵向应变的比例常数就是材料的弹性模量E,也叫杨氏模量。 弹性模量在比例极限内,材料所受应力如拉伸,压缩,弯曲,扭曲,剪切等)与材料产生的相应应变之比,用牛/米^2表示。 https://www.doczj.com/doc/2417071237.html,/view/30660.htm?fr=topic 最佳答案 - 由提问者2007-04-29 13:03:31选出 弹性模量反映固体对弹性形变的抵抗能力的物理量,对它的测量方法很多,这种方法测定弹性模量被国家标准总局推荐,该方法比静态法测量精度高,适用范围广。目的是让学生学会一种技能。

弯曲模具设计计算说明书

弯曲模具设计计算说明书 设计内容 设计说明书1份 模具装配图1张 凸模零件图1张 凹模零件图1张 班级: 学号: 姓名: 指导: 2009年12月

目录 一、模具设计的内容 (3) 二、设计要求 (3) 三、模具设计的意义 (3) 四、弯曲工艺的相关简介 (3) (一)、弯曲工艺的概念 (3) (二)、弯曲的基本原理 (4) (三)、弯曲件的质量分析 (4) (四)、弯曲件的工艺性 (7) (五)、最小相对弯曲半径 (7) 五、设计方案的确定 (7) (一)、弯曲件工艺分析 (8) (二)、弯曲件坯料展开尺寸的计算 (8) (三)、弯曲力的计算与压力机的选用 (9) (四)、弯曲模工作部分尺寸设计 (10) 六、模具整体结构 (16) 七、模具的工作原理及生产注意事项 (18) 八、总结 (19) 九、参考资料 (20)

一、模具设计的内容 设计一副如下图所示弯曲件的成形模具:(补充图纸) 二、设计要求 详尽的设计计算说明书1份、主要零件图、模具装配图1份。 三、模具设计的意义 冲压成形/塑料成型工艺与模具设计是机制专业的专业基础课程。通过模具的课程设计使学生加强对课程知识的理解,在掌握材料特性的基础上掌握金属成形工艺和塑件成型工艺,掌握一般模具的基本构成和设计方法,为学生的进一步发展打下坚实的理论、实践基础。 四、弯曲工艺的相关简介 (一)、弯曲工艺的概念 弯曲是将金属板料毛坯、型材、棒材或管材等按照设计要求的曲率或角度成形为所需形状零件的冲压工序。弯曲工序在生产中应用相当普遍。零件的种类很多,如汽车上很多履盖件,小汽车的柜架构件,摩托车上把柄,脚支架,单车上的支架构件,把柄,门扣,铁夹等。 (二)、弯曲的基本原理 以V形板料弯曲件的弯曲变形为例进行说明。其过程为: 1、凸模运动接触板料(毛坯)由于凸,凹模不同的接触点力作用而产生弯短矩,在弯矩作用 下发生弹性变形,产生弯曲。 2、随着凸模继续下行,毛坯与凹模表面逐渐靠近接触,使弯曲半径及弯曲力臂均随之减少, 毛坯与凹模接触点由凹模两肩移到凹模两斜面上。(塑变开始阶段)。 3、随着凸模的继续下行,毛坯两端接触凸模斜面开始弯曲。(回弯曲阶段)。 4、压平阶段,随着凸凹模间的间隙不断变小,板料在凸凹模间被压平。 5、校正阶段,当行程终了,对板料进行校正,使其圆角直边与凸模全部贴合而成所需形状。(三)、弯曲件的质量分析 在实际生产中,弯曲件的质量主要受回弹、滑移、弯裂等因素的影响,重点介绍回弹

弹性模量和刚度关系

1、弹性模量: (1)定义 弹性模量:材料在弹性变形阶段内,正应力和对应的正应变的比值。 材料在弹性变形阶段,其应力和应变成正比例关系(即符合胡克定律),其比例系数称为弹性模量。 “弹性模量”是描述物质弹性的一个物理量,是一个总称,包括“杨氏模量”、“剪切模量”、“体积模量”等。所以,“弹性模量”和“体积模量”是包含关系。 一般地讲,对弹性体施加一个外界作用(称为“应力”)后,弹性体会发生形状的改变(称为“应变”),“弹性模量”的一般定义是:应力除以应变。例如: 线应变——对一根细杆施加一个拉力F,这个拉力除以杆的截面积S,称为“线应力”,杆的伸长量dL除以原长L,称为“线应变”。线应力除以线应变就等于杨氏模量E=( F/S)/(dL/L) 剪切应变——对一块弹性体施加一个侧向的力f(通常是摩擦力),弹性体会由方形变成菱形,这个形变的角度a称为“剪切应变”,相应的力f除以受力面积S称为“剪切应力”。剪切应力除以剪切应变就等于剪切模量G=( f/S)/a 体积应变——对弹性体施加一个整体的压强p,这个压强称为“体积应力”,弹性体的体积减少量(-dV)除以原来的体积V称为

“体积应变”,体积应力除以体积应变就等于体积模量: K=P/(-dV/V) 在不易引起混淆时,一般金属材料的弹性模量就是指杨氏模量,即正弹性模量。单位:E(弹性模量)吉帕(GPa) (2)影响因素 弹性模量是工程材料重要的性能参数,从宏观角度来说,弹性模量是衡量物体抵抗弹性变形能力大小的尺度,从微观角度来说,则是原子、离子或分子之间键合强度的反映。 凡影响键合强度的因素均能影响材料的弹性模量,如键合方式、晶体结构、化学成分、微观组织、温度等。因合金成分不同、热处理状态不同、冷塑性变形不同等,金属材料的杨氏模量值会有5%或者更大的波动。 但是总体来说,金属材料的弹性模量是一个对组织不敏感的力学性能指标,合金化、热处理(纤维组织)、冷塑性变形等对弹性模量的影响较小,温度、加载速率等外在因素对其影响也不大,所以一般工程应用中都把弹性模量作为常数。 (3)意义 弹性模量可视为衡量材料产生弹性变形难易程度的指标,其值越大,使材料发生一定弹性变形的应力也越大,即材料刚度越大,亦即在一定应力作用下,发生弹性变形越小。

关于土体的弹性模量

关于土体的弹性模量、压缩模量与变形模量 2013-05-30 15:39:28| 分类:自然科学|举报|字号订阅根据土体学推算的结果,在弹性阶段,E=Eo=Es(1-2μ^2/(1-μ))。但在实际工程中,经常发现有弹性模量大于压缩模量的情况,并有经验说是E=(2~5)·Es,且有试验数据,但是没有理论上的推导,对试验数据也未实际去研究过。从网络上收集这方面的论述,本篇进行简要总结,并适当修改,今后再逐步去积累这方面的经验。 论述零(关于变形模量和压缩模量的关系,土力学教材) 土的变形模量和压缩模量,是判断土的压缩性和计算地基压缩变形量的重要指标。为了建立变形模量和压缩模量的关系,在地基设计中,常需测量土的侧压力系数ξ 和侧膨胀系数μ(泊松比)。侧压力系数ξ:是指侧向压力δx 与竖向压力δz 之比值,即: ξ =δx/δz 土的侧膨胀系数μ (泊松比):是指在侧向自由膨胀条件下受压时,侧向膨胀的应变εx 与竖向压缩的应变εz 之比值,即μ=εx/εz 。根据材料力学广义胡克定律推导求得ξ 和μ 的相互关系,ξ=μ/(1-μ)或μ=ε/(1 +ε),土的侧压力系数可由专门仪器测得,但侧膨胀系数不易直接测定,可根据土的侧压力系数,按上式求得。 在土的压密变形阶段,假定土为弹性材料,则可根据材料力学理论,推导出变形模量E0 和压缩模量Es 之间的关系。令β=1-2u*u/(1-u),则

Eo=βEs 。 当μ =0 ~0.5 时,β = 1 ~0 ,即Eo/Es 的比值在0 ~ 1 之间变化,即一般Eo 小于Es。但很多情况下Eo/Es 都大于1。其原因为:一方面是土不是真正的弹性体,并具有结构性;另一方面就是土的结构影响;三是两种试验的要求不同),μ、β 的理论换算值: 土的种类及其对应的μ、β 值: 碎石土0.15 ~0.20 ,0.95~0.90 砂土0.20 ~0.25 ,0.90 ~0.83 粉土0.23 ~0.31 ,0.86 ~0.726 粉质粘土0.25~0.35 ,0.83 ~0.62 粘土0.25 ~0.40 ,0.83 ~0.47 注:以上E0 与Es 之间的关系是理论关系。 E --弹性模量;Es --压缩模量;Eo--变形模量。由于土的侧膨胀系数μ(泊松比)是弹性力学的参数,土通常是弹塑性材料,所以μ>0.5 时,它就不能再成为泊松比了。 论述一(实际遇上的情况) 变形模量的定义在表达式上和弹性模量是一样的E=σ/ε ,对于变形模量ε是指应变,包括弹性应变εe和塑性应变εp。对于弹性模量而言,ε 就是指εe(计算变形模量时,应变ε 包括了弹性应变和塑性应变)。 岩土的弹性模量要远大于压缩模量和变形模量,而压缩模量又大于变形模量,即:弹性模量>压缩模量>变形模量。弹性模量也叫杨氏模量(岩土体在弹性限度内应力与应变的比值),压缩模量一般是有侧限的,杨氏模量

弹性模量定义与公式定稿版

弹性模量定义与公式 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】

弹性模量 开放分类:基本物理概念工程力学物理学自然科学 “弹性模量”的一般定义是:应力除以应变,即弹性变形区的应力-应变曲线的斜率:其中λ是弹性模量,【stress应力】是引起受力区变形的力,【strain应变】是应力引起的变化与物体原始状态的比,通俗的讲对弹性体施加一个外界作用,弹性体会发生形状的改变称为“应变”。材料在弹性变形阶段,其应力和应变成正比例关系(即胡克定律),其比例系数称为弹性模量。弹性模量的单位是达因每平方厘米。“弹性模量”是描述物质弹性的一个物理量,是一个总称,包括“杨氏模量”、“剪切模量”、“体积模量”等。所以,“弹性模量”和“体积模量”是包含关系。 编辑摘要 基本信息?编辑信息模块 中文名:弹性模量其他外文名:Elastic Modulus 定义:应力除以应变类型:定律 目录 1定义 2线应变 3体积应变 4意义 5说明

6单位指标 定义/弹性模量?编辑 混凝土弹性模量测定仪图册 弹性模量modulusofelasticity,又称弹性系数,杨氏模量。 弹性材料的一种最重要、最具特征的力学性质。是物体变形难易程度的表征。用E表示。定义为理想材料在小形变时应力与相应的应变之比。 根据不同的受力情况,分别有相应的拉伸弹性模量?(杨氏模量)、剪切弹性模量?(刚性模量)、体积弹性模量?等。它是一个材料常数,表征材料抵抗弹性变形的能力,其数值大小反映该材料弹性变形的难易程度。 对一般材料而言,该值比较稳定,但就高聚物而言则对温度和加载速率等条件的依赖性较明显。 对于有些材料在弹性范围内应力-应变曲线不符合直线关系的,则可根据需要可以取切线弹性模量、割线弹性模量等人为定义的办法来代替它的弹性模量值。 线应变/弹性模量?编辑

弹性模量的测定整理

弹性模量的定义及其相互关系 材料在弹性变形阶段,其应力和应变成正比例关系(即符合胡克定律),其比例系数称为弹性模量(Elastic Modulus )。弹性模量的单位是GPa 。“弹性模量”是描述物质弹性的一个物理量,是一个总称,包括“杨氏模量”、“剪切模量”、“体积模量”等。所以,“弹性模量”和“体积模量”是包含关系。 一般地讲,对弹性体施加一个外界作用(称为“应力”)后,弹性体会发生形状的改变(称为“应变”),“弹性模量”的一般定义是:应力除以应变。 线应变:对一根细杆施加一个拉力F ,这个拉力除以杆的截面积S ,称为“线应力”,杆的伸长量dL 除以原长L ,称为“线应变”。线应力除以线应变就等于杨氏模量E=( F/S)/(dL/L)。 剪切应变:对一块弹性体施加一个侧向的力f (通常是摩擦力),弹性体会由方形变成菱形,这个形变的角度a 称为“剪切应变”,相应的力f 除以受力面积S 称为“剪切应力”。剪切应力除以剪切应变就等于剪切模量G=( f/S)/a 。 体积应变:对弹性体施加一个整体的压强P ,这个压强称为“体积应力”,弹性体的体积减少量(-dV)除以原来的体积V 称为“体积应变”,体积应力除以体积应变就等于体积模量: K=P/(-dV/V)。 意义:弹性模量可视为衡量材料产生弹性变形难易程度的指标,其值越大,使材料发生一定弹性变形的应力也越大,即材料刚度越大,亦即在一定应力作用下,发生弹性变形越小。弹性模量E 是指材料在外力作用下产生单位弹性变形所需要的应力。它是反映材料抵抗弹性变形能力的指标,相当于普通弹簧中的刚度。 说明:弹性模量只与材料的化学成分有关,与其组织变化无关,与热处理状态无关。各种钢的弹性模量差别很小,金属合金化对其弹性模量影响也很小。 泊松比(Poisson's ratio ),以法国数学家 Simeom Denis Poisson 为名,是横向应变与纵向应变之比值它是反映材料横向变形的弹性常数。 在材料的比例极限内,由均匀分布的纵向应力所引起的横向应变与相应的纵向应变之比的绝对值。比如,一杆受拉伸时,其轴向伸长伴随着横向收缩(反之亦然),而横向应变 e' 与轴向应变 e 之比称为泊松比ν。 泊松比ν与杨氏模量E 及剪切模量G 之间的关系 ()()??? ? ??+=+==ννν1G 2orE 12E orG 1-G 2E 材料弹性模量的测试方法 弹性模量的测试有三种方法:静态法、波传播法、动态法。 静态法测试的是材料在弹性变形区间的应力-应变,静态法指在试样上施加一恒定的弯曲应力,测定其弹性弯曲挠度,根据应力和应变计算弹性模量。静态法属于对试样具有破坏性质的一种方法,不具有重复测试的机会,且测试精度低,测试结果波动大。另外,静态法只能对材料的杨氏模量进行测定,不能测试材料的剪切模量及泊松比。 其主要缺点是: 1.应力加载的速度会影响弹性模量的数值 2.脆性材料如陶瓷无法测量 3.不能在高温下测试.在高温下,材料发生蠕变,使得应变测试值增大。 超声波法:测试超声波在试样中的传播时间及试样长度得到纵向或横向传播速度,然后计算

弹性模量定义与公式

弹性模量 开放分类: 弹性模量”的一般定义是:应力除以应变,即弹性变形区的应力一应变曲线的斜率:其中入 是弹性模量,【stress应力】是引起受力区变形的力,【strain应变】是应力引起的变化与 物体原始状态的比,通俗的讲对弹性体施加一个外界作用,弹性体会发生形状的改变称为应 变”材料在弹性变形阶段,其应力和应变成正比例关系(即胡克定律),其比例系数称为弹性模量。弹性模量的单位是达因每平方厘米。弹性模量”是描述物质弹性的一个物理量, 是一个总称,包括杨氏模量”、剪切模量”、体积模量”等。所以,弹性模量”和体积模量” 是包含关系。 基本信息 中文名:弹性模量其他外文名:Elastic Modulus 定义:应力除以应变类型:定律 目录 1 2 3 4 5 6 定义/弹性模量 弹性模量modulusofelasticity ,又称弹性系数,杨氏模量。 弹性材料的一种最重要、最具特征的力学性质。是物体变形难易程度的表征。用E表示。

定义为理想材料在小形变时应力与相应的应变之比。 根据不同的受力情况,分别有相应的(杨氏模量)、(刚性模量)、等。它是一个材料常 数,表征材料抵抗弹性变形的能力,其数值大小反映该材料弹性变形的难易程度。 对一般材料而言,该值比较稳定,但就高聚物而言则对温度和加载速率等条件的依赖性较明显。 对于有些材料在弹性范围内应力-应变曲线不符合直线关系的,则可根据需要可以取切线弹性模量、割线弹性模量等人为定义的办法来代替它的弹性模量值。 对一根细杆施加一个拉力F,这个拉力除以杆的截面积S,称为“线应力”,杆的伸长量dL 除以原长L,称为“线应变”。线应力除以线应变就等于E=( F/S)/(dL/L) 剪切应变: 对一块弹性体施加一个侧向的力 f (通常是摩擦力),弹性体会由方形变成菱形,这个形变 的角度a称为“剪切应变”,相应的力f除以受力面积S称为“剪切应力”。剪切应力除以剪切应变就等于剪切模量G=( f/S)/a 体积应变/弹性模量 对弹性体施加一个整体的压强p,这个压强称为“体积应力”,弹性体的体积减少量(-dV) 除以原来的体积V称为“体积应变”,体积应力除以体积应变就等于体积模量:K=P/(-dV/V)在不易引起混淆时,一般金属材料的弹性模量就是指杨氏模量,即。 单位:E (弹性模量)兆帕(MPa 意义/弹性模量 弹性模量是工程材料重要的性能参数,从宏观角度来说,弹性模量是衡量物体抵抗能力大小 的尺度,从微观角度来说,则是原子、或之间键合强度的反映。凡影响键合强度的因素均能 影响材料的弹性模量,如键合方式、、、微观、温度等。因合金成分不同、热处理状态不同、

弹性模量E 和泊松比μ的测定

00EA A P ==ε σε弹性模量E 和泊松比μ的测定 拉伸试验中得到的屈服极限бb 和强度极限бS ,反映了材料对力的作用的承受能力,而延伸率δ 或截面收缩率ψ,反映了材料缩性变行的能力,为了表示材料在弹性范围内抵抗变行的难易程度,在实际工程结构中,材料弹性模量E 的意义通常是以零件的刚度体现出来的,这是因为一旦零件按应力设计定型,在弹性变形范围内的服役过程中,是以其所受负荷而产生的变性量来判断其刚度的。一般按引起单为应变的负荷为该零件的刚度,例如,在拉压构件中其刚度为: 式中 A 0为零件的横截面积。 由上式可见,要想提高零件的刚度E A 0,亦即要减少零件的弹性变形,可选用高弹性模量的材料和适当加大承载的横截面积,刚度的重要性在于它决定了零件服役时稳定性,对细长杆件和薄壁构件尤为重要。因此,构件的理论分析和设计计算来说,弹性模量E 是经常要用到的一个重要力学性能指标。 在弹性范围内大多数材料服从虎克定律,即变形与受力成正比。纵向应力与纵向应变的比例常数就是材料的弹性模量E,也叫杨氏模量。横向应变与纵向应变之比值称为泊松比μ,也叫横向变性系数,它是反映材料横向变形的弹性常数。 因此金属才料拉伸时弹性模量E 地测定是材料力学最主要最基本的一个实验,下面用电测法测定低碳钢弹性模量E 和泊松比μ。 (一) 试验目的 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) 试验原理 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: 0EA PL L ?= ? (1) 若已知载荷ΔP 及试件尺寸,只要测得试件伸长ΔL 即可得出弹性模量E。 (2) 由于本试验采用电测法测量,其反映变形测试的数据为应变增量,即 (3) 所以(2)成为: (4) 式中: ΔP——载荷增量,kN; A 0-----试件的横截面面积,cm 为了验证力与变形的线性关心,采用增量法逐级加载,分别测量在相同载荷增量 ΔP 0 )(A L PL E ???=0 ) (L L ??=?εε ???=10A P E

弹性模量定义与公式

弹性模量 开放分类: “弹性模量”的一般定义是:应力除以应变,即弹性变形区的应力-应变曲线的斜率:其中λ是弹性模量,【stress应力】是引起受力区变形的力,【strain应变】是应力引起的变化与物体原始状态的比,通俗的讲对弹性体施加一个外界作用,弹性体会发生形状的改变称为“应变”。材料在弹性变形阶段,其应力和应变成正比例关系(即胡克定律),其比例系数称为弹性模量。弹性模量的单位是达因每平方厘米。“弹性模量”是描述物质弹性的一个物理量,是一个总称,包括“杨氏模量”、“剪切模量”、“体积模量”等。所以,“弹性模量”和“体积模量”是包含关系。 中文名:弹性模量其他外文名:Elastic Modulus 定义:应力除以应变类型:定律

混凝土弹性模量测定仪 弹性模量modulusofelasticity,又称弹性系数,杨氏模量。 弹性材料的一种最重要、最具特征的力学性质。是物体变形难易程度的表征。用E 表示。 定义为理想材料在小形变时应力与相应的应变之比。 根据不同的受力情况,分别有相应的?(杨氏模量)、?(刚性模量)、?等。它是一个材料常数,表征材料抵抗弹性变形的能力,其数值大小反映该材料弹性变形的难易程度。 对一般材料而言,该值比较稳定,但就高聚物而言则对温度和加载速率等条件的依赖性较明显。 对于有些材料在弹性范围内应力-应变曲线不符合直线关系的,则可根据需要可以取切线弹性模量、割线弹性模量等人为定义的办法来代替它的弹性模量值。 线应变/弹性模量?

弹性模量? 对一根细杆施加一个拉力F,这个拉力除以杆的截面积S,称为“线应力”,杆的伸长量dL除以原长L,称为“线应变”。线应力除以线应变就等于E=(?F/S)/(dL/L) 剪切应变: 对一块弹性体施加一个侧向的力f(通常是摩擦力),弹性体会由方形变成菱形,这个形变的角度a称为“剪切应变”,相应的力f除以受力面积S称为“剪切应力”。剪切应力除以剪切应变就等于剪切模量G=(?f/S)/a 体积应变/弹性模量? 对弹性体施加一个整体的压强p,这个压强称为“体积应力”,弹性体的体积减少量(-dV)除以原来的体积V称为“体积应变”,体积应力除以体积应变就等于体积模量:?K=P/(-dV/V) 在不易引起混淆时,一般金属材料的弹性模量就是指杨氏模量,即。 单位:E(弹性模量)兆帕(MPa) 意义/弹性模量? 弹性模量是工程材料重要的性能参数,从宏观角度来说,弹性模量是衡量物体抵抗能力大小的尺度,从微观角度来说,则是原子、或之间键合强度的反映。凡影响键合强度的因素均能影响材料的弹性模量,如键合方式、、、微观、温度等。

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