Brugg 弹性模量和疲劳测试方法

链条疲劳试验方法我折腾了好久链条疲劳试验方法，总算找到点门道。

说实话，最开始接触这事儿的时候，我完全是瞎摸索。

我一开始就知道要对链条施加一定的力，就像拉皮筋一样，不断地让它受力、拉伸。

但是，具体这个力该多大才合适呢？我试了好多个数值。

最开始，力小了，试验了老半天，链条几乎没什么变化，就像轻轻拽一根很粗的绳子，根本测试不出疲劳。

我当时还以为是试验时间不够长，又延长了很长时间，结果还是不行。

后来我就想到，不能这么盲目，我得找些资料看看。

我找着了一些相关文献，上面说不同规格的链条能承受的力范围是有标准的。

这就好比不同粗细的树枝，能承受的重物重量不一样。

于是我根据链条的规格，调整了施加的力，但是这个调整也不是一下就找准的。

有一回我按照资料加大了力，结果一下子把链条扯断了，完全超出了链条的极限。

这让我明白，虽然有标准范围，可还得谨慎对待，从小往大慢慢试探。

在进行试验的时候，环境也很重要。

我试过在温度比较高的环境下做试验，发现链条疲劳得超快。

这就像人在炎热天气里跑步会很快累垮一样。

所以我意识到环境温度得记录下来，而且每次试验尽量保持一致的环境温度。

说到这个试验周期，我也是反复尝试。

有时候试验几天觉得差不多了，停下来一看，数据显示还没有达到完全反映链条疲劳情况的时候。

就像烧开水，没烧到100度就关火，水看起来热了，其实还没开透。

然后我就慢慢拉长试验周期，同时记录不同时间段链条的状态，像是变形量、有无裂缝之类的。

这试验平台也有讲究，得保证链条安装得稳稳当当的，不然要是试验过程中松动了，那就全乱套了，就像椅子三条腿不稳，人坐在上面根本坐不安生。

每次安装的时候我都会仔细检查好几遍。

关于如何判断链条疲劳到极限了呢？我之前是看链条有明显的变形或者出现了裂缝，但是这可能有点滞后了。

现在我发现检测它的一些物理性能变化，像硬度之类的，可能能更早发现疲劳过度的情况。

不过这方法理论上可行，实际操作中数据的准确性和稳定性我还在继续摸索呢。

实验一动态法测定弹性模量弹性模量是反映材料抵抗形变的能力、也是进行热应力计算、防热和隔热层计算、选用构件材料的主要依据。

精确测试弹性模量对强度理论和工程技术都具有重要意义。

弹性模量测定方法主要有三类：1．静态法<拉伸、扭转、弯曲）：该法通常适用于金属试样，在大形变及常温下测定。

该法载荷大，加载速度慢伴有弛豫过程，对脆性材料<石墨、玻璃、陶瓷）不适用、也不能完成高温状态下测定；2．波传播法<含连续波及脉冲波法）：该法所用设备虽较复杂，但在室温下很好用，由于换能器转变温度低及切变换能器价格昂贵，不易获得而受限制；3．动态法<又称共振法、声频法）：包括弯曲<横向）共振、纵向共振以及扭转共振法，其中弯曲共振法由于其设备精确易得，理论同实践吻合度好，适用各种金属及非金属<脆性材料）以及测定温度能在-180℃～3000℃左右进行而为众多国家采用。

本实验就是采用动态弯曲共振法测定弹性模量。

【实验目的】1.了解动态法测定弹性模量的原理，掌握实验方法；2.掌握外推法，会根据不同径长比进行修正，正确处理实验数据；3.掌握判别真假共振的基本方法及实验误差的计算；4.了解压电体、热电偶的功能，熟悉信号源及示波器和温控器的使用；5.培养综合使用知识和实验仪器的能力。

【实验仪器】动态弹性模量测定仪、功率函数信号发生器(5位数显、频率宽5～500KHz>、数显调节仪、悬挂测定支架及支撑测定支架、悬线、试样五根、激发-接收换能器、加热炉、高温悬线、声频放大器、听诊器、示波器。

【实验原理】对长度直径条件的细长棒，当其作微小横振动<又称弯曲振动）时，其振动方程为：<13-1）式中为竖直方向位移，长棒的轴线方向为，为试棒的杨氏模量，为材料密度，为棒横截面，为其截面的惯性矩，。

用分离变量法求解方程<13-1）的解，令<13-2）<13-2）式代入<13-1）式得，该等式两边分别是变量和的函数，只有等于一常数时才成立，设此常数为，则<13-3）<13-4）设棒中各点均作谐振动，这两个线性常微分方程的通解为：<13-5）(13-6>式<13-2）横振动方程的通解为：(13-7> 式中<13-8）该式通称频率公式。

材料弹性及内耗测试技术引言：一、弹性模量测试技术弹性模量是材料在受力时能够恢复原状的能力，是材料的重要力学性质之一、常见的弹性模量测试方法有静态拉伸试验、压缩试验、剪切试验等。

1.1静态拉伸试验：静态拉伸试验是将材料样本拉伸到一定的长度，通过测量应力和应变之间的关系来计算弹性模量。

测试时需要使用应变计和力传感器，将样本固定在拉伸机上，根据斯托克斯定律计算应变。

1.2压缩试验：压缩试验是将材料样本压缩到一定程度，通过测量应力和应变之间的关系来计算弹性模量。

测试时需要使用应变计和力传感器，将样本固定在压缩机上，根据斯托克斯定律计算应变。

1.3剪切试验：剪切试验是将材料样本剪切到一定程度，通过测量应力和应变之间的关系来计算剪切模量。

测试时需要使用应变计和力传感器，将样本固定在剪切机上，根据斯托克斯定律计算应变。

内耗是材料在振动中损失的能量，是材料内部分子、原子间运动摩擦造成的。

常见的内耗测试方法有振动试验、动态力学分析(DMA)等。

2.1振动试验：振动试验是通过在不同频率下施加加速度来引起材料内部的振动，通过测量振幅和频率之间的关系来计算内耗。

测试时需要使用振动试验机，将样本固定在试验台上，通过改变振幅和频率来观察材料的内耗行为。

2.2动态力学分析(DMA)：DMA是一种通过施加不同振动频率和振幅的载荷来测量材料的动态力学性能的方法。

通过测量材料在不同频率下的应力和应变之间的关系，可以计算出材料的内耗。

三、材料弹性及内耗测试在材料研究和应用中的意义3.1材料研究：弹性模量和内耗是材料性能的重要指标，通过测试这些指标可以评估材料的力学性能、疲劳寿命和耐用性等。

对材料研究者来说，了解材料的弹性行为和内耗特性对于优化材料配方、改进加工工艺以及研究材料的疲劳和损伤行为具有重要意义。

3.2应用领域：材料的弹性模量和内耗对于材料在工程应用中的稳定性和耐用性至关重要。

在材料行业中，弹性模量和内耗测试常常用于材料质量控制，以确保材料在使用过程中不会发生损坏或失效。

材料的弹性模量的测试一、实验目的1、掌握拉伸法和动态法测弹性模量的原理。

2、掌握动态弹性模量测定方法与实验步骤及对试样的要求。

3、掌握测量结果的计算与数据处理。

二、实验原理弹性性能主要指材料在弹性变形范围内的物理量，包括弹性模量（E，又称杨氏模量）、切变模量（G）和泊松比（ν），其中弹性模量和切变模量是表征固体材料弹性性质的重要力学参数，反映了固体材料抵抗外力产生形变的能力。

弹性模量也是进行热应力计算、防热与隔热层计算、选用机械构件材料的主要依据之一。

因此，精确测量弹性模量对理论研究和工程技术都具有重要意义。

弹性模量是固体材料在弹性形变范围内正应力与相应正应变的比值，其表达式为：（1）式中为材料弹性形变范围内的正应力，为相应的正应变。

E大小标志了材料的刚性，与物体的几何外形以及外力的大小无关，仅与材料的结构、化学成分和加工制造方法等有关。

对于一定的材料而言，E是一个常量。

测量弹性模量有多种方法，可分为静态法和动态法两种：①静态法（包括拉伸法、扭转法和弯曲法）通常适用于在大形变及常温下测量金属试样。

静态法测量载荷大、加载速度慢并伴有弛豫过程，对脆性材料（如石墨、玻璃、陶瓷等）不适用，也不能在高温状态下测量。

②动态法（又称共振法或声频法）包括弯曲（横向）共振法、纵向共振法和扭转共振法，其中弯曲共振法所用设备精确易得，理论同实验吻合度好，适用于各种金属及非金属（脆性）材料的测量，测定的温度范围极广，可从液氮温度至3000℃左右。

由于在测量上的优越性，动态法在实际应用中已经被广泛采用，也是国家标准（GB/T2105-91）推荐使用的测量弹性弹性模量的一种方法。

目前，测量材料的弹性模量主要有拉伸法和动态法。

1.拉伸法测量原理拉伸法是用拉力拉伸试样来研究其在弹性限度内受到拉力的伸长变形。

由式（1）有：（2）式中各量的单位均为国际单位。

可见，在弹性限度内，对试样施加拉伸载荷F，并测出标距L的相应伸长量，以及试样的原始横截面积，即可求得弹性模量E。

尊敬的客户，您好！经过对您提供的主题进行深入研究和思考，我首先会按照从简到繁、由浅入深的方式来探讨“测定疲劳强度”的方法。

在文章中将重点介绍各种科学方法，以便让您能更深入地理解这一主题。

我们来谈谈疲劳强度的概念。

疲劳强度是指材料在受到交变应力作用下，经过一定次数的循环应力后所能承受的最大应力值。

这涉及到材料的变形、损伤和断裂等问题，因此疲劳强度的测定至关重要。

目前，常见的测定方法主要包括静载试验法、动载试验法和数学统计分析法。

静载试验法是最基础的方法之一。

通过施加不同的静载，观察材料在循环载荷下的变形和损伤情况，从而确定其疲劳强度。

这种方法简单直观，但对材料的寿命预测能力有限，尤其是在实际应用中存在一定局限性。

动载试验法则更接近实际工况，通过模拟实际工作状态下的载荷，对材料进行疲劳试验。

这种方法能更准确地模拟工程实际状况，但试验过程复杂，成本高昂，因此在实际应用中相对较少。

数学统计分析法则是近年来备受关注的一种方法。

通过对材料断裂数据进行统计分析，建立疲劳寿命的数学模型，从而预测材料的疲劳强度。

这种方法不仅能克服静载试验法的局限性，还能准确预测材料的寿命，是一种较为先进和有效的方法。

总结回顾一下，以上介绍了测定疲劳强度的三种主要方法，即静载试验法、动载试验法和数学统计分析法。

这些方法各有优缺点，需要根据具体情况选择合适的方法进行应用。

对于材料的疲劳强度测定，我们需要结合实际工程情况，综合运用各种方法，才能得到更准确、可靠的结果。

在本文中，我通过多种角度对测定疲劳强度的方法进行了详细介绍，并共享了我的个人观点和理解。

希望通过这篇文章，您能全面、深刻和灵活地理解这一主题。

期待您的阅读和反馈！祝好，（您的文章写手），以深入探讨测定疲劳强度的方法为主题。

经过对测定疲劳强度方法的介绍，我们可以看到不同的方法各有优缺点，需要根据具体情况选择合适的方法进行应用。

然而，在实际工程中，由于材料的多样性和复杂性，常常需要综合运用多种方法来对疲劳强度进行准确测定。

弹性模量、屈服强度和抗拉强度弹性模量、屈服强度和抗拉强度(1) 弹性模量钢材受力初期，应力与应变成比例地增长，应力与应变之比为常数，称为弹性模量，即E =б/ε。

这个阶段的最大应力（P点对应值）称为比例极限бp。

弹性模量反映了材料受力时抵抗弹性变形的能力，即材料的刚度，它是钢材在静荷载作用下计算结构变形的一个重要指标。

(2) 弹性极限应力超过比例极限后，应力-应变曲线略有弯曲，应力与应变不再成正比例关系，但卸去外力时，试件变形能立即消失，此阶段产生的变形是弹性变形。

不产生残留塑性变形的最大应力（e点对应值）称为弹性极限бe。

事实上，бp 与бe相当接近。

(3) 屈服强度和条件屈服强度当应力超过弹性极限后，变形增加较快，此时除了产生弹性变形外，还产生部分塑性变形。

当应力达到B点后，塑性应变急剧增加，曲线出现一个波动的小平台，这种现象称为屈服。

这一阶段的最大、最小应力分别称为上屈服点和下屈服点。

由于下屈服点的数值较为稳定，因此以它作为材料抗力的指标，称为屈服点或屈服强度，用бs表示。

有些钢材(如高碳钢)无明显的屈服现象，通常以发生微量的塑性变形(0.2％)时的应力作为该钢材的屈服强度，称为条件屈服强度(б0.2)。

高碳钢拉伸时的应力-应变曲线如图2-4所示。

图2-4 高碳钢拉伸б-ε曲线(4) 极限强度当钢材屈服到一定程度后，由于内部晶粒重新排列，其抵抗变形能力又重新提高，此时变形虽然发展很快，但却只能随着应力的提高而提高，直至应力达最大值。

此后，钢材抵抗变形的能力明显降低，并在最薄弱处发生较大的塑性变形，此处试件截面迅速缩小，出现颈缩现象，直至断裂破坏。

钢材受拉断裂前的最大应力值（b点对应值）称为强度极限或抗拉强度бb。

弹性模量的测定（梁弯曲法）
弹性模量的测定（梁弯曲法）
物理学院华远杰
实验⽬的
⽤梁弯曲法测定⾦属的弹性模量。

仪器和⽤具
攸英装置、光杠杆、尺度望远镜、螺旋测微器、游标卡尺、⽶尺。

实验原理
攸英装置如下图左，在⼆⽀架上设置相互平⾏的钢制⼑刃，其上放置待测棒和辅助棒，在待测棒的中点挂上有⼑刃的挂钩和砝码托盘，往托盘上加砝码时测量棒将被压弯，通过在待测棒和辅助棒上放置的光杠杆测量出棒的弯曲情况，从⽽求出材料的弹性模量。

将厚度为δ、宽为b的⾦属棒放在相距为l的⼆⼑刃上，在棒上⼆⼑刃的中点处挂上质量为m的砝码，设砝码处下降λ，称此λ为弛垂度，此时棒材的弹性模量E等于
其中，
（）
λ
此式中为挂上⼀定质量砝码时望远镜中的读数，为不加砝码是的读数，为平⾯镜⽀架前脚到后脚连线之间的距离，为刻度尺和平⾯镜之间的距离。

所以整理后，弹性模量的表达式为
（）
实验内容
1.⽤⽶尺测量⼀次两⼑刃之间的距离l；
2.⽤千分尺测量6次铜棒的厚度δ；
3.⽤游标卡尺测量6次铜棒的宽度b；
4.⽤⽶尺测量⼀次刻度尺到平⾯镜之间的距离；
5.⽤游标卡尺测量⼀次；
6.调整好仪器，测得不同砝码质量下对应的，各测三次；
实验数据
表⼀：
表⼆：
（注：⼀个砝码为50g）
⽤逐差法计算得
代⼊公式得
实验结论
1.在弹性限度内，材料的弛垂度和其所受⼒成正⽐；
2.弹性模量越⼤的材料在受到同等⼤⼩的外⼒时发⽣的形变较⼩；。

弹性试验的操作方法
弹性试验的操作方法可以简述如下：
1. 准备材料和仪器：首先需要准备弹性体样品和实验所需的仪器设备，如张力计、钳子等。

2. 准备样品：将弹性体样品切割或制备成所需的形状和尺寸。

确保样品的质量和形状的一致性。

3. 安装样品：将样品安装在适当的位置上，如将其固定在张力计上或夹在钳子之间。

确保样品处于整齐并紧密安装的状态。

4. 施加力量：通过调整张力计或手动施加力量到样品上。

可以逐渐增加力量直至达到所需弹性变形程度。

5. 量取数据：使用张力计或其他测量仪器进行力量的测量，并记录所施加的力量和样品的变形程度。

6. 分析数据：根据记录的数据进行计算和分析，可以得到弹性体的应力-应变关系图、弹性模量等物理性质。

7. 清洁和存储：完成弹性试验后，清洁和妥善存储所有使用过的材料和仪器设
备。

需要注意的是，在进行弹性试验时应根据实验目的和实验样品的特点，选择合适的实验方法和参数，确保实验的准确性和可重复性。

同时，操作过程中要注意安全，遵守实验室规范和操作规程。

回弹模量试验检测方法回弹模量试验检测方法测定回弹模量的方法，目前国内常用的主要有：承载板法、贝克曼梁法和其他间接测试方法(如贯人仪测定法和CBR测定法)。

承载板法1.目的和适用范围(1)本方法适用于在现场土基表面，通过承载板对土基逐渐加载、卸载的方法，测出每级荷载下相应的土基回弹变形值，经过计算求得土基回弹模量。

(2)本方法测定的土基回弹模量可作为路面设计参数使用。

2.仪具与材料(1)加载设施：载有铁块或集料等重物、后轴重不小于60kN的载重汽车一辆。

在汽车大梁的后轴之后约80cm处，附设加劲小梁一根作反力梁。

汽车轮胎充气压力为0.50MPa.2)现场测试装置，如图9-8所示，由千斤顶、测力计(测力环或压力表)及球座组成。

(3)刚性承载板一块，板厚20mm，直径为￠30cm，直径两端设有立柱和可以调整高度的支座供安放弯沉仪测头，承载板放在土基表面上。

(4)路面弯沉仪两台，由贝克曼梁、百分表及其支架组成。

(5)液压千斤顶一台，80～100kN，装有经过标定的压力表或测力环，其容量不小于土基强度，测定精度不小于测力计量程的1/100. (6)秒表。

(7)水平尺。

(8)其他：细砂、毛刷、垂球、镐、铁锹、铲等。

3.试验前准备工作(1)根据需要选择有代表性的测点，测点应位于水平的路基上，土质均匀，不含杂物。

(2)仔细平整土基表面，撒干燥洁净的细砂填平土基凹处，砂子不可覆盖全部土基表面避免形成一层。

(3)安置承载板，并用水平尺进行校正，使承载板置水平状态。

(4)将试验车置于测点上，在加劲小梁中部悬挂垂球测试，使之恰好对准承载板中心，然后收起垂球。

(5)在承载板上安放千斤顶，上面衬垫钢圆筒，并将球座置于顶部与加劲横梁接触。

如用测力环时，应将测力环置于千斤顶与横梁中间，千斤顶及衬垫物必须保持垂直，以免加压时千斤顶倾倒发生事故并影响测试数据的准确性。

(6)安放弯沉仪，将两台弯沉仪的测头分别置于承载板立柱的支座上，百分表对零或其他合适的初始位置。