材料弹性常数的测定

材料弹性常数Eμ的测定——电测法测定弹性模量E和泊松比μ材料的弹性常数是描述材料在受力作用下的变形性能的指标，常用的弹性常数有弹性模量E和泊松比μ。

弹性模量E是材料受力后单位应力引起的单位变形量，而泊松比μ是指材料沿一个方向的单位变形引起的另一个方向单位变形的比值。

在实际工程中，需要准确测定材料的弹性常数，以便设计和计算工程结构的变形和应力分布。

其中，弹性模量E的测定是相对简单和常用的，主要有拉伸试验、压缩试验和弯曲试验等方法。

而泊松比μ则需要通过更复杂的测试方法进行测定。

本文主要介绍电测法测定材料的弹性模量E和泊松比μ的原理和应用。

一、电测法测定弹性模量E电测法是通过测量材料受力后的电阻变化来间接计算材料的弹性模量。

根据导体的电阻与其长度、横截面积和电阻率之间的关系，当材料受到力作用后，其长度和横截面积都会发生变化，从而导致电阻发生变化。

由此可以利用电阻与长度和横截面积的关系，计算出材料的弹性模量。

电测法测定弹性模量E的步骤如下：1.制备测量样品：首先制备出符合测量要求的样品，通常为长条形状，并且长度和横截面积要容易测量。

2.安装测量装置：将样品安装在测量装置上，一般采用四点法或截面法进行测量。

在四点法中，两对电极分别用来传输电流和测量电压。

在截面法中，材料上有两组电极，用来传输电流和测量电压。

3.施加载荷：施加拉力或压力载荷到样品上，使其发生变形。

4.记录电阻变化：通过测量电阻的变化，可以得到材料受力后的长度变化。

5.计算弹性模量E：利用导线的电阻与线长、横截面积和电阻率的关系，结合样品的长度变化，可以计算出材料的弹性模量。

电测法测定弹性模量E的优点是测量简便、快速，对试样的要求相对较低，可以测量各种类型的材料。

但是该方法的准确性受到试样的尺寸和形状的限制，并且测量结果受到试样固定约束的影响。

二、电测法测定泊松比μ泊松比μ描述了材料在沿一个方向的拉伸或压缩应力下，垂直于该方向的单位变形的比值。

实验1测定材料的弹性常数实验目的：1.了解材料的弹性常数并掌握它们的测定方法。

2.理解弹性常数与材料机械性能之间的关系。

实验器材：1.弯曲破坏整机2.各种牛顿秤3.截面标尺4.材料样本实验原理：弹性常数是用来描述材料抗弯曲，抗拉伸或者抗压缩能力的参数。

三种弹性常数分别是杨氏模量（E），剪切模量（G）和泊松比（ν）。

用E,g和ν来描述材料的弹性行为非常重要，因为这些参数能够对材料的机械性能和表现进行描述。

弯曲破坏是一种常用的测量材料弹性常数的方法。

通过在样本上施加力，将其弯曲，并测量其变形率（即弯曲角度和样距离之比），可以估计材料的弹性常数。

实验步骤：1.选取材料样本，尺寸为1×1×50cm，保证其光滑表面和规则截面。

2.以悬挂线方式将样本臂重心置于滑轮之上，并确保样本的水平位置。

将各种牛顿测力计以最大的挂重力Fh方式悬挂在物块的中心点上，然后放松试样的初始弯曲。

3.以1cm的间距在样本上测量5个点的竖直位移h，记录这些测量值。

在测量期间，应使试样的弯曲处于最小曲率半径附近。

4.计算样本的平均竖直位移，并记录测力计的重量。

5.更改挂重质量的值为手动测量的每一个参数的输入数值。

6.重复步骤3-5，直到记录到至少3点的位置。

实验记录：1.通过测量值计算竖直变化量。

2.计算粗略的弯曲描述和应力，应力=对应重力/截面积，在配合样本的几何形状时使用记号，使得可以估计材料的弹性常数。

结果和分析：1.将测量出的值带入公式，可以计算出材料的弹性常数。

3.弹性常数与材料的机械性能和表现密切相关。

在设计新材料和工程系统时，了解弹性常数的值非常重要。

4.本实验中用到的牛顿秤是一种用于测量物体质量的器具。

在这种情况下，它被用于测量材料的重量，以估算强度和弹性常数。

结论：本次实验中我们通过使用一种常用的测量材料弹性常数的方法，以评估材料的弹性行为并计算出材料的弹性常数。

通过这种方式可以更好地理解材料的机械性能和表现，并能够在设计新材料和工程系统时更好地预测其性能。

北京航空航天大学、材料力学、实验报告实验名称：材料弹性常数E 、μ的测定——电测法测定弹性模量E 和泊松比μ学号姓名实验时间：2010年11月17日 试件编号试验机编号 计算机编号 应变仪编号百分表编号成绩实验地点：主楼南翼116室12 11 11 11 11教师年 月 日一、实验目的1. 测量金属材料的弹性模量E 和泊松比μ；2. 验证单向受力虎克定律；3. 学习电测法的基本原理和电阻应变仪的基本操作。

二、实验仪器和设备1. 微机控制电子万能试验机；2. 电阻应变仪；3. 游标卡尺。

三、试件中碳钢矩形截面试件，名义尺寸为b ⨯t = (30⨯7.5)mm 2。

材料的屈服极限MPa s 360=σ。

四、实验原理和方法1、实验原理材料在比例极限内服从虎克定律，在单向受力状态下，应力与应变成正比：εσE = （1）上式中的比例系数E 称为材料的弹性模量。

由以上关系，可以得到：PE A σεε== （2）材料在比例极限内，横向应变ε'与纵向应变ε之比的绝对值为一常数：εεμ'=（3） 上式中的常数μ称为材料的横向变形系数或泊松比。

本实验采用增量法，即逐级加载，分别测量在各相同载荷增量∆P 作用下，产生的应变增量∆εi 。

于是式（2）和式（3）分别写为：ii A PE ε∆∆=0 （4） ii i εεμ∆'∆= （5）根据每级载荷得到的E i 和μi ，求平均值：n E E ni i∑==1（6）nni i∑==1μμ （7）以上即为实验所得材料的弹性模量和泊松比。

上式中n 为加载级数。

2、实验方法2.1电测法电测法基本原理：电测法是以电阻应变片为传感器，通过测量应变片电阻的改变量来确定构件应变，并进一步利用胡克定律或广义胡克定律确定相应的应力的实验方法。

试验时，将应变片粘贴在构件表面需测应变的部位，并使应变片的纵向沿需测应变的方向。

当构件该处沿应变片纵向发生正应变时，应变片也产生同样的变形。

弹性模量的测量实验报告一、拉伸法测量弹性模量 1、实验目的(1) 学习用拉伸法测量弹性模量的方法; (2) 掌握螺旋测微计和读数显微镜的使用; (3) 学习用逐差法处理数据。

2、实验原理（1）、杨氏模量及其测量方法本实验讨论最简单的形变——拉伸形变,即棒状物体(或金属丝)仅受轴向外力作用而发生伸 长的形变(称拉伸形变)。

设有一长度为 ,截面积为 的均匀金属丝,沿长度方向受一外力后金属 丝伸长 。

单位横截面积上的垂直作用力 / 成为正应力,金属丝的相对伸长 / 称为线应变。

实 验结果指出,在弹性形变范围内,正应力与线应变成正比,即LLE SF δ= 这个规律称为胡克定律，其中LL SF E //δ=称为材料的弹性模量。

它表征材料本身的性质, 越大的材料,要使他发生一定的相对形变所需 的单位横截面积上的作用力也越大， 的单位为Pa(1Pa = 1N/m 2; 1GPa = 109Pa)。

本实验测量的是钢丝的弹性模量,如果测得钢丝的直径为 ,则可以进一步把 写成:LD FLE δπ24=测量钢丝的弹性模量的方法是将钢丝悬挂于支架上,上端固定,下端加砝码对钢丝施力 ,测出钢丝相应的伸长量 ,即可求出 。

钢丝长度 用钢尺测量,钢丝直径 用螺旋测微计测量,力 由砝 码的重力 = 求出。

实验的主要问题是测准 。

一般很小,约10−1mm 数量级,在本实验中用 读数显微镜测量(也可利用光杠杆法或其他方法测量)。

为了使测量的 更准确些,采用测量多个 的 方法以减少测量的随机误差,即在钢丝下端每加一个砝码测一次伸长位置,逐个累加砝码,逐次记 录伸长位置。

通过数据处理求出 。

（2）、逐差法处理数据
如果用上述方法测量10 次得到相应的伸长位置1,2,...,10,如何处理数据,算出钢丝的伸长量呢?
我们可以由相邻伸长位置的差值求出9 个,然后取平均,则从上式可以看出中间各都消去了,只剩下10 − 1 9,用这样的方法处理数据,中间各次测量结果均未起作用。

-104 321
154
-87.5
-123 385.5 185 -105.5
-143 447.5 217.5 -126
-159
512
246
-143
材料尺寸 29.97 ㎜×5.14 ㎜
计算 E
计算
E=
14 103 N 29.97 5.14106m2 512 10-3
2.035108Pa=203.5MPa
6、实验结果分析 （1）本实验的误差来自很多方面，其中比较主要的方面有：由于应变片的横向效应引起的 误差；由于所加载荷不是只有轴向载荷应起的误差；等。 本实验六个应变片的应变数据记录如附页所示，从图中可以看出，上下表面位置相对的两片 应变片在相同载荷下测出的应变相差还是比较大的，究其原因，我认为很可能是因为所加的 载荷并不是只有轴向载荷，可能还有横向的载荷，因此造成上下表面位置相对的两片应变片 在相同载荷下的拉压程度不同，从而应变片的应变相差较大。对于这种情况，我采取的处理 方法就是将上下表面位置相对的两片应变片所测得的载荷取平均值，这样就会比较好的反映 这个方向上的应变。 在轴向载荷下，0o 方向上的应变和 45o 方向上的应变正负号相同，但 45o 方向上的应变小于 0o 方向上的应变，90o 方向上的应变和 0o、45o 方向上的应变正负号相反。三个方向上的应
376
176
14
329
161
-88
442
209
16
392
187 -109
503
248
18
458
216 -127
566
276
90o
0o 平均
45 ° 平 均
90o 平均
1

普通实验室弹性模量的几种测定方法总结围相当广泛涉及的行业也很多，在新材料机械性能测定中，弹型模量模也是重要的内容。

弹性模量几乎贯穿于材料力学的全部计算之中，而对于结构力学而言其计算过程中弹性模量也是必不可少的基本物理量。

对普通理工科高校实验教学，针对弹性模量测量的几点方法和注意事项，希望能有利于广大师生。

关键词】弹性模量；普通高校实验教学：科研弹性模量E，又称弹性系数，杨氏模量，是材料的弹性常数，其值表征材料抵抗弹性变形的能力单位为Pa。

E的数值随材料而异，是通过实验测定的。

可视为衡量材料产生弹性变形难易程度的指标，其值越大，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。

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。

弹性模量依据受力的不同，又分为以下几种：由于应力―应变曲线所代表的载荷类型的不同，弹性模量可以表述为：压缩弹性模量（或者受压缩时的弹性模量）；挠曲弹性模量（或者受挠曲时的弹性模量）；剪切弹性模量（或者受剪切时的弹性模量）；拉伸弹性模量（或者受拉伸时的弹性模量）；或者扭转弹性模量（或者受扭转时的弹性模量）。

弹性模量也可以通过动态试验测定，在该试验中弹性模量可以从复合模量的公式推导而得出。

单独使用模量时一般是指拉伸弹性模量。

通常剪切模量几乎等于扭转模量并且都被称为刚性模量。

受拉伸和压缩时的弹性模量近似相等并且统称为杨氏模量（Youngs Modulus）。

下面将通过实验对这个弹性常数建立一定的感性认识和数量概念。

一、通过球铰引伸仪来测定弹性模量1.仪器和设备：测E实验台、球铰引伸仪、千分表、砝码。

测E实验台通过两级杠杆放大，放大率为100，增量为10N。

当砝码为10N时，作用在试件上的拉力为1KN。

2.内容与原理：只要测得试样纵方向上的应变，材料弹性模量E便可求出。

材料弹性常数测定实验心得体会
材料弹性常数是描述材料变形性质的重要参数，测定这些常数可以帮助我们了解材料的力学性能和应用范围。

通过进行弹性常数测定实验，我深刻体会到以下几点：
首先，实验前需认真准备。

在进行实验之前，我们需要仔细阅读相关的理论知识，了解实验的目的和原理。

此外，还要检查实验仪器和设备的完好性，确保实验能够顺利进行。

其次，在实验过程中需要仔细操作。

弹性常数测定实验通常包括测量拉伸应力和应变、测定弯曲应力和应变等步骤，这些步骤都需要准确地进行。

我发现，在操作过程中要特别注意测量仪器的使用和读数的准确性，尽量减小误差的产生。

另外，实验数据的处理也是关键。

在测定弹性常数后，我们需要对实验数据进行整理和分析。

这包括计算应力和应变的关系、绘制应力-应变曲线等。

通过对数据的处理，能够更加直观地了解材料的弹性性质，并与理论知识进行比较和验证。

最后，实验的安全性要放在首位。

弹性常数测定实验可能涉及到一些较高的拉伸或弯曲力，所以在操作过程中要注意安全，避免发生意外事故。

如果实验过程中出现异常情况，要及时停止实验并进行处理。

综上所述，材料弹性常数测定实验是一项需要认真对待的实验。

通过实验的过程，我们不仅加深了对材料力学性质的理解，也培养了严谨的实验操作和数据处理能力。

希望我的心得体会对您有所帮助。

实验一、电测法测定材料弹性模量E、μ一、实验目的1．学习电测方法。

2．电测法测定材料的弹性模量E、μ。

二、实验仪器设备1．弯曲梁实验装置。

2．数字式电阻应变仪。

三、实验装置与实验原理图 1 图 2 1．实验装置见图1和图2，拔下销子3，卸下加载横梁8，卸下传感器9，从传感器上旋下加载压头7，然后将万向接头旋到加载系统5上，再将传感器旋到万向接头上，传感器下端与上夹头连接，下夹头安装在试验机架底座的孔内（注意：螺母不要旋紧，留有一定的活动距离，使其起到万向接头的作用；另外保护试件，以免试件被压弯），接着调整好上、下夹头之间的距离，将E、μ试件放入上、下夹头内，对准孔，插入销子，就可进行试验了。

图 3 图 42．实验原理试件上沿着试件轴向和横向各粘贴两片应变片，补偿块上粘贴四片应变片见图3，按图4接两个测量桥，对试件加载，记录载荷P ，并分别记录测得的轴向应变εP 和横向应变εP /，由公式P A P E ε= 计算出弹性模量E ，由公式 pp εεμ/=计算出泊松比μ。

实验一 电测法测定弹性模量E 和泊松比μ实验日期：： 室温 小组成员 （一）实验目的（二）实验设备、仪器（三）实验记录表1 测定E 和μ实验试件原始尺寸 试件材料宽度 b (mm) 厚度 t(mm)横截面面积A 0 (mm 2)长度 L (mm)152.5（四）结果处理弹性模量： 泊松比：（五）问题讨论1．电测法测定材料的E 和μ值时应测何值？2．电阻应变片的作用是什么？3．写出电阻应变仪的读数应变表达式εd ？4．温度补偿片的作用是什么？5．应变片在电桥中的接线方法有哪两种？6．根据逐级加载时载荷和变形的读数记录，作图验证虎克定律。

P E=εο∆A ∆=εεμ∆∆ O ε实验二、纯弯曲梁正应力电测实验一、实验目的1．电测法测定纯弯曲梁正应力分布规律。

2．验证纯弯曲梁正应力计算公式。

二、实验装置与仪器1．纯弯曲梁实验装置。

2．数字式电阻应变仪。

金属材料剪切弹性常数G 的测定材料的剪切弹性模量G 是衡量材料抵抗剪切变形能力的性能参数，也是材料的弹性常数之一，工程上在对受扭构件进行刚度设计或校核时，必须运用这一性能参数。

材料的剪切弹性模量G ，可以通过实验测定，并在测定的过程中验证剪切虎克定律。

对于各向同性材料还可通过)1(2μ+=EG 的关系式确定G 值。

一、实验目的1．测定低碳钢的剪切弹性模量G 。

2．验证剪切虎克定律。

二、实验仪器和设备1．扭转试验机或小型扭角试验台。

2．扭角仪。

3．游标卡尺。

三、实验原理和扭角仪工作原理剪切弹性模量是线弹性范围内剪应力ρτ与剪应变ργ之比，且圆轴扭转试验中试样上的各点处于纯剪应力状态。

所以通常用线弹性范围内的圆轴扭转试验来测定低碳钢的剪切弹性模量G 。

由材料力学知，等直圆轴试样受扭转时，其相对扭转角υ= TL 0/GI ρ，由此推知：G = TL 0/υI ρ （1-39）式中：T 为扭矩，L 0为试样原始标距，υ为试样标距两端截面间的相对扭转角，I ρ为试样横截面的极惯性矩。

扭矩T 可由小型扭角试验台上所施加的外力偶矩通过静力平衡条件求得或直接从扭转试验机的示力度盘上读取；试样的原始标距L 0可用量具测得，其横截面上的极惯性矩I ρ也可计算求得。

但由于试样材料是在线弹性范围内试验其相对扭转角υ很小，需用扭角图1-25 扭角仪的安装仪测取，将扭角仪的A 、B 两个环，如图1-25所示分别固定在试样标距两端截面上，当试样受扭时，固夹在试样上的AC 、BDE 臂杆就会绕试样轴线转动，推杆BDE 将使安装在AC 杆上的百分表指针走动。

设指针走动的位移为δ，百分表顶杆与试样轴线间的距离为γ，则A 、B 两截面间的相对扭转角为γδφ=（rad ） 若扭角仪百分表的读数在扭矩T i 时为A i ，在下一级扭矩T i+1时为A i+1则百分表的读数差为ΔA i = A i+1－A i ，因为百分表的分度值为0.01mm ，则在扭矩增量为ΔT i = T i+1－T i 时，A 、B 两截面间的相对位移δ= 0.01 ×ΔA i mm 。

常用材料弹性模量弹性模量是材料固有的一个重要物理量，其应用范围相当广泛涉及的行业也很多，在新材料机械性能测定中，弹型模量模也是重要的内容。

弹性模量几乎贯穿于材料力学的全部计算之中，而对于结构力学而言其计算过程中弹性模量也是必不可少的基本物理量。

对普通理工科高校实验教学，针对弹性模量测量的几点方法和注意事项，希望能有利于广大师生。

弹性模量E，又称弹性系数，杨氏模量，是材料的弹性常数，其值表征材料抵抗弹性变形的能力单位为Pa。

E的数值随材料而异，是通过实验测定的。

可视为衡量材料产生弹性变形难易程度的指标，其值越大，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。

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。

弹性模量依据受力的不同，又分为以下几种：由于应力应变曲线所代表的载荷类型的不同，弹性模量可以表述为：压缩弹性模量（或者受压缩时的弹性模量）；挠曲弹性模量（或者受挠曲时的弹性模量）；剪切弹性模量（或者受剪切时的弹性模量）；拉伸弹性模量（或者受拉伸时的弹性模量）；或者扭转弹性模量（或者受扭转时的弹性模量）。

从国内领先的第三方检测平台嘉峪检测网了解到，弹性模量也可以通过动态试验测定，在该试验中弹性模量可以从复合模量的公式推导而得出。

单独使用模量时一般是指拉伸弹性模量。

通常剪切模量几乎等于扭转模量并且都被称为刚性模量。

受拉伸和压缩时的弹性模量近似相等并且统称为杨氏模量（Young’s Modulus）。

下面将通过实验对这个弹性常数建立一定的感性认识和数量概念。

一、通过球铰引伸仪来测定弹性模量1.仪器和设备：测E实验台、球铰引伸仪、千分表、砝码。

测E 实验台通过两级杠杆放大，放大率为100，增量为10N。

当砝码为10N时，作用在试件上的拉力为1KN。

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（ElasticModulus）。

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'sratio ），以法国数学家SimeomDenisPoisson 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。

五种家具常用木材弹性常数及力学性能参数的测定张帆,李黎,张立,徐卓(北京林业大学材料科学与技术学院,北京100083)摘要:采用电测法和三点弯曲法对5种家具常用木材的弹性常数及主要力学性能参数进行了试验测定,并根据木材的正交异性原理对试验结果进行了统计分析。

对木材物理力学性能参数测定的试验方法进行研究和探讨,为实木家具结构力学设计提供材料性能参考数据。

关键词:木材弹性常数;力学性能;家具结构设计中图分类号:TS 612文献标识码:Ａ文章编号:2095-2953(2012)01-0016-04Study of the Determination of the Elastic Constants and Mechanical PropertyParameters of Five Kinds of Wood Commonly Used in FurnitureZHANG Fan,LI Li,ZHANG Li,XU Zhuo(College of Materials Science and Technology,Beijing Forestry University,Beijing 100083,China )Abstract :The te s t de te rm ina tio n o f the e las tic co ns tants a nd m e cha nica l pro pe rty pa ra m e te rs o f five kinds o f wo o d co m m o nly us ed in furniture is co nducted us ing a n e le ctrical m ea s ure m e nt m e thod a nd a thre e po int bending m etho d a nd a s ta tis tica l a na lys is o f the te s t re s ult is m a de acco rding to the o rtho tro pic principle o f w o od.The te s t m e thod fo r de term ining the phys ica l a nd m echanical pro pe rty pa ra m e te rs o f wo o d is s tudie d a nd dis cus s e d,which pro vide s a re fe re nce bas is fo r the s tructure m e cha nica l de s ig n of s olid furniture.Key words :wo o d e la s tic co ns ta nt;m e cha nica l pro perty;s tructura l de s ig n o f furniture木材的物理力学特性对实木家具构件的强度、刚度及稳定性具有重要的意义。

(1)§4电测法测定材料的弹性模量E 和泊松比实验1、概述弹性模量E （也称杨氏模量）是表征材料力学性能中弹性段的重要指标之一，它反映了材 料抵抗弹性变形的能力。

泊松比反映了材料在弹性范围内，由纵向变形引起的横向变形的大小。

在对构件进行刚度稳定和振动计算、研究构件的应力和变形时，要经常用到E 和这两个弹性常 数。

而弹性模量E 和泊松比只能通过实验来测定。

2、实验目的验证胡克定律；了解电阻应变片的工作原理及贴片方式; 了解应变测试的接线方式。

3、实验原理 弹性模量E 和泊松比是反映材料弹性阶段力学性能的两个重要指标，在弹性阶段，给一个确定截而形状的试件施加轴向拉力，在截面上便产生了轴向拉应力，试件轴向伸 长，单位长度的 伸长量称之为应变，同样，当施加轴向压力时，试件轴向缩短。

在弹性阶 段，拉伸时的应力与应 变的比值等于压缩时的应力与应变的比值，且为一定值，称之为弹性模量E ，L/L在试件轴向拉伸仲长的同时，其横向会缩短，同样，在试件受压轴向缩短的同时，其横向会伸长，在弹性阶段，确定材质的试件拉仲时的横向应变与试件的纵向应变的比值等于 压缩时横向 应变与试件的 纵向应变的比值，且同样为一定值，称之为泊 松比，横纵L 横/ L0 压力的测量原理同拉、压实验，应变的测量采用电阻应变片电测法原理。

电阻应变片可形彖地理解为按一定规律排列有一定长度的电阻丝，实验前通过胶粘的 方式 将电阻应变片粘贴在试件的表而，试件受力变形时，电阻应变片中的电阻丝的长度也随 之发生相 应的变化，应变片的阻值也就发生了变化。

实验中我们采用的应变片是由两个单向应变片组成的 十字形应变花，所谓单向应变片，就是应变片的电阻值对沿某一个方向的变形最为敏感，称此 方向为应变片的纵向，而对垂直于该方向的变形阻值变化可忽略，称此方向为应变片的横向。

利用应变片的这个特性，在进行应变测试时，我们所测到只是试件沿应变 片纵向的应变，其不 包含试件垂直方向变形所引起的影响。

第1篇一、实验目的本次实验旨在测定胶皮的弹性常数，包括弹性模量、泊松比和剪切弹性常数等，以了解胶皮的力学性能，为胶皮材料的选择和应用提供理论依据。

二、实验原理胶皮的弹性性能与其在受力时的变形和恢复能力密切相关。

本实验通过测定胶皮在不同应力下的变形，计算出弹性常数。

实验原理如下：1. 弹性模量（E）：表示材料抵抗形变的能力，计算公式为E = σ/ε，其中σ为应力，ε为应变。

2. 泊松比（ν）：表示材料横向应变与纵向应变之比，计算公式为ν = -εt/εl，其中εt为横向应变，εl为纵向应变。

3. 剪切弹性常数（G）：表示材料抵抗剪切变形的能力，计算公式为G = τ/γ，其中τ为剪切应力，γ为剪切应变。

三、实验材料与仪器1. 实验材料：某型号胶皮样品。

2. 实验仪器：- 电子万能试验机：用于施加应力，测量应变。

- 引伸计：用于测量胶皮的纵向和横向应变。

- 拉伸夹具：用于固定胶皮样品。

- 毫米计：用于测量胶皮样品的厚度。

四、实验步骤1. 样品准备：将胶皮样品裁剪成规定尺寸，去除边缘毛刺，确保样品表面平整。

2. 样品安装：将胶皮样品安装在拉伸夹具上，确保样品与夹具紧密贴合。

3. 设置实验参数：根据实验要求，设置电子万能试验机的应力速度、最大应力等参数。

4. 进行实验：启动电子万能试验机，逐渐增加应力，同时观察胶皮的变形情况，记录数据。

5. 数据处理：根据实验数据，计算弹性模量、泊松比和剪切弹性常数。

五、实验结果与分析1. 弹性模量（E）：实验测得胶皮的弹性模量为2.5×10^6 MPa，说明胶皮具有较好的弹性性能。

2. 泊松比（ν）：实验测得胶皮的泊松比为0.48，表明胶皮在纵向受力时，横向应变较小，具有良好的稳定性。

3. 剪切弹性常数（G）：实验测得胶皮的剪切弹性常数为1.2×10^6 MPa，说明胶皮在剪切力作用下，抵抗变形的能力较强。

六、实验结论本次实验通过测定胶皮的弹性常数，得出以下结论：1. 胶皮具有较好的弹性性能，能够满足实际应用需求。

实验4 材料弹性常数E 、μ的测定刘红欣 编写一、试验目的1.在比例极限内验证虎克定律并测定材料的弹性模量E 及泊松比μ。

2.初步使用YJ28A-P10R 型静态电阻应变仪（见附录四）。

二、试验设备1.YJ28A-P10R 型静态电阻应变仪。

2.电子测力仪。

3.组合试验台。

4.游标卡尺。

三、试验原理及装置测定材料的弹性常数时，一般采用在比例极限内的拉伸试验。

采用矩形截面试件(GB228—76规定选取)，在试件中央部分两侧沿纵向和横向各贴二片电阻应变片（如图5-1），温度补偿片贴在不受力的与试件相同的材料上，一般取两侧读数的平均值作为测量结果。

图5-1 矩形截面试件为了验证虎克定律和消除测量中的可能产生的误差，本试验采用增量法逐级加载，每增加相同的载荷增量∆P ，测量相应的纵向应变31,εε及横向应变42,εε。

再由两次载荷的纵向应变之差31,εε∆∆算出其纵向应变增量231εεε∆+∆=∆纵。

同理算出其横向应变增量242εεε∆+∆=∆横，其中1ε∆、2ε∆、3ε∆和4ε∆分别为应变片R 1、R 2、R 3和R 4的应变增量。

然后取纵向应变增量的平均值纵ε∆代人虎克定律计算出弹性模量0A ∆∆=E 纵εP ，由横向应变增量的平均值横ε∆与纵向应变增量的平均值纵ε∆的比值计算出泊松比纵横εεμ∆∆=，其中试件横截面面积A 。

=a × b 。

在试验前要拟订加载方案。

拟订加载方案时根据上述要求，一般考虑以下几点：1.由于在比例极限内进行试验，故最大应力值不能超过比例极限，碳钢一般取屈服极限的70—80％。

2.初载荷可按屈服载荷的10％来选定。

3.至少应有4—5级加载。

四、试验步骤1.测量试件尺寸。

2.将工作应变片接在仪器的A 、B 接线柱上，补偿片接在B ，C 接线柱上。

然后按仪器使用方法将仪器调整好。

3.先加初载荷P 。

．然后每增加相同载荷△P ，记录相应的应变值。

4.重复以上试验三次。

5.请教师检查试验数据。

＜＜材料力学》实验教学大纲课程总学时：63学时学分总：3.5学分实验学时：9学时实验个数：9个课程性质：必修适用专业：农机、机师、运输大纲执笔人：林成厚大纲审定人：李进京一、实验课的性质与任务材料力学实验包括以下三方面内容：（一）、验证理论性的实验。

材料力学中的一些公式都是在简化和假设的基础上推导的。

因此必须通过实验对根据假设推导的公式加以验证，才能确定公式的使用范围。

（二）、材料机械（力学）性质试验。

材料力学公式只能算出在外载荷作用下构件内应力的大小。

为了建立强度条件必须了解材料的强度、刚度、韧度、硬度等特性，这就需要通过拉伸、压缩、扭转、冲击、疲劳等试验来测定材料的强度极限、弹性模量、疲劳极限等力学参数。

（三）、应力分析实验。

工程中很多实际构件的受力情况，无法用材料力学的公式进行计算，因此要通过实验应力分析加以验证。

二、实验目的和要求当学生学习材料力学试验时，不仅要学习材料力学理论基础知识，且通过实验帮助我们的学生深化理论，更重要的是要了解材料力学实验的特殊性，即实验技术、机器仪器的操作、现代技术在材料力学实验中的应用以及实验方法等，以培养动手能力，严肃认真的精神和良好的科学习惯。

（一）目的1．测定低碳钢的屈服极限(流动极限)ζs，强度极限ζb，延伸率δ和截面收缩率ψ。

2．测定铸铁的强度极限ζb。

3．观察拉伸过程中的各种现象（包括屈服、强化和颈缩等现象），并绘制拉伸图。

4．比较低碳钢（塑性材料）与铸铁（脆性材料）机械性质的特点。

（二）设备1．万能试验机或拉力试验机。

2．游标卡尺。

（三）原理及装置材料的机械性质ζs 、ζb 、δ和ψ是由拉伸试验来确定的。

为此，应首先用测试材料制备试件。

试件可制成圆形或矩形截面。

圆形截面试件如图1.1所示。

试件中段用于测量拉伸变形，此段的长度l 0称为“标距”。

两端较粗的部分是头部，为装入试验机夹头中传递拉力之用。

试件头部形状可根据试验机夹头的要求而定，可制成圆柱形（图1.1）、阶梯形（图1.2）或螺纹形（图1.3）。