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
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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:εσ=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:εo 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:εεμ'= 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 εε21 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'∆。
电测法测定材料的弹性模量E 和泊松比µ值一、实验目的1. 测定常用金属材料的弹性模量E 和泊松比µ。
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. 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。
补偿块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P 0(P 0≠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A 0,又因ε=△l/l ,则有E=上式即为增量法测 式中 A 0 — 试件截面面积△ε — 轴向应变增量的平均值2. 泊松比μ的测定利用试件上的横向应变片和纵向应变片合理组桥,为了尽可能减小测量误差,实验宜从一初载荷P 0(P 0≠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,横向应变增量△εˊ和纵向应变增量△ε。
求出平均值,按定义μ四、实验步骤1. 设计好本实验所需的各类数据表格。
2. 测量试件尺寸。
在试件标距范围内,测量试件三个横截面尺寸,取三处横截面面积的平均值作为试件的横截面面积A 0。
见附表13. 拟订加载方案。
先选取适当的初载荷P 0(一般取P 0 =10% P max 左右),估算P max (该实验载荷范围P max ≤5000N ),分4~6级加载。
4. 根据加载方案,调整好实验加载装置。
5. 按实验要求接好线(为提高测试精度建议采用图3-5d 所示相对桥臂测量方法),调整好仪器,检查整个测试系统是否处于正常工作状态。
00EA A P==εσε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表达出来的,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根本的一个实验,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〕假设载荷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:)(A L PL E ∆∆∆=0)(L L ∆∆=∆ε〔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 作用下试件所产生的应变增量Δε。
00EA A P==εσε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作用下试件所产生的应变增量Δε。
00EA A P==εσε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:)(A L PL E ∆∆∆=0)(L L ∆∆=∆ε(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 作用下试件所产生的应变增量Δε。
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。
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:εσ=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:εo 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:εεμ'= 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 εε21 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'∆。
弹性模量E和泊松比 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】00EA A P ==εσε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)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 作用下试件所产生的应变增量Δε。
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。
这时,敏感栅的电阻由初始值R 变为R+ΔR 。
在一定范围内,敏感栅的电阻变化率ΔR/R 与正应变ε成正比,即:Rk Rε∆= 上式中,比例常数k 为应变片的灵敏系数。
故只要测出敏感栅的电阻变化率,即可确定相应的应变。
构件的应变值一般都很小,相应的应变片的电阻变化率也很小,需要用专门的仪器进行测量,测量应变片的电阻变化率的仪器称为电阻应变仪,其基本测量电路为一惠斯通电桥。
电桥B 、D 端的输出电压为:14231234()()BD R R R R U U R R R R -∆=++当每一电阻分别改变1234,,,R R R R ∆∆∆∆时,B 、D 端的输出电压变为:1144223311223344()()()()()()R R R R R R R R U U R R R R R R R R +∆+∆-+∆+∆∆=+∆++∆+∆++∆电阻应变仪的基本测量电路略去高阶小量,上式可写为:3121242121234()()BD R R R R R R U UR R R R R R ∆∆∆∆∆=--++ 在测试时,一般四个电阻的初始值相等,则上式变为:31241234()4BD R R R R U U R R R R ∆∆∆∆∆=--+ 得到:1234()4BD kUU εεεε∆=--+ 如果将应变仪的读数按应变标定,则应变仪的读数为: 12344()BDU kUεεεεε∆==--+ 2.2加载方法——增量法与重复加载法增量法可以验证力与变形之间的线性关系,若各级载荷增量ΔP 相同,相应的应变增量∆ε也应大致相等,这就验证了虎克定律,如图三所示。
利用增量法,还可以判断实验过程是否正确。
若各次测出的应变不按线性规律变化,则说明实验过程存在问题,应进行检查。
采用增量法拟定加载方案时,通常要考虑以下情况:(1)初载荷可按所用测力计满量程的10%或稍大于此值来选定;(本次实验试验机采用50KN 的量程)(2)最大载荷的选取应保证试件最大应力值不能大于比例极限,但也不能小于它的一半,一般取屈服载荷Ps 的70%~80%,即max (0.7~0.8)s P P =; (3)至少有4-6级加载,每级加载后要使应变读数有明显的变化。
本实验采用增量法加载。
重复加载法为另一种实验加载方法。
采用重复加载法时,从初载荷开始,一级加至最大载荷,并重复该过程三到四遍。
初载荷与最大载荷的选取通常参照以下标准:(1) 初载荷可按所用测力计量程的10%或稍大于此值来选定;(2) 最大载荷的选取应保证试件的最大应力不大于试件材料的比例极限,但也不要小于它的一半,一般取屈服载荷的70~80%。
(3) 每次实验重复遍数至少应为3~4遍。
重复加载法不能验证力与变形之间的线性关系。
五、实验步骤1. 设计实验所需各类数据表格;2. 测量试件尺寸;分别在试件标距两端及中间处测量厚度和宽度,将三处测得横截面面积的算术平均值作为试样原始横截面积 。
P P P P 图三 增量法示意图3.拟定加载方案;4.试验机准备、试件安装和仪器调整;5.确定组桥方式、接线和设置应变仪参数;6.检查及试车:检查以上步骤完成情况,然后预加载荷至加载方案的最大值,再卸载至初载荷以下,以检查试验机及应变仪是否处于正常状态。
7.进行试验:加初载荷,记下此时应变仪的读数或将读数清零。
然后逐级加载,记录每级载荷下各应变片的应变值。
同时注意应变变化是否符合线性规律。
重复该过程至少两到三遍,如果数据稳定,重复性好即可。
8.数据经检验合格后,卸载、关闭电源、拆线并整理所用设备。
J5六、试验结果处理1.试件尺寸:2.实验数据记录Ⅲ 5.996 -18 -21 54 70 72 93 209 242 8.999-20 -20 59 62 68 86 211 248 i 通道号 F/kN12345678Ⅲ 12.00 -18 -19 66 61 73 86 215 256 15.00-17-17665772862162403. 取三次结果平均值 1 2 3 4 5 6 7 8 3 0 0 0 0 0 0 0 0 6 -17 -21.33 54.33 69.33 71.34 92.33 209.33 243 9 -35.67 -40.33 115 132.67 141 180.33 421.33 493 12 -53.67 -58.67 180.67 193 213 267.67 632.67 747 15-72-75.67248.33244.67285.67355.67854999.67A 0=S=h ×b=28.61×7.41mm 2=212mm 24. 泊松比μ载荷横向应变Δε’i ×106纵向应变Δεi ×106泊松比μi (|Δε’i /Δεi |)3KN 0 0 — 3-6KN -19.165 61.83 0.310 6-9KN -18.835 62 0.304 9-12KN -18.17 63 0.288 12-15KN-17.6759.6650.296∴==0.29955. 弹性模量E载荷 Δε’ × 106 Δε ×106 Δε5× 106 Δε6× 106 Δε7× 106 Δε8× 106 ii A PE ε∆∆=0(Pa ) 3KN 0 0 0 0 0 0 —3-6KN -19.165 61.83 71.33 92.33 209.33 243 2.29×1011 6-9KN-18.8356273882122502.28×1011通 道应变F/kN9-12KN -18.17 63 72 87.33 214.67 254 2.25×1011 12-15KN -17.67 59.665 72.67 88 218 252.67 2.37×1011平均值-18.46 61.62 72.25 88.915 213.5 242.9175 2.30×1011∴E=230GPaσ—坐标系下描出实验点,然后拟合成直线,以验证虎克定律;6.在坐标纸上,在ε应力σ应变ε0 01.42×107 6.18×10-52.84×107 1.24×10-44.26×107 1.86×10-45.68×107 2.47×10-4r=0.99997≈1有强烈的线性关系验证了胡克定律7.应力集中系数平均应力增量==1.42×107Pa应力集中系数 1 2 3 4 位置 5 6 7 8 集中应力增量(Pa) 1.42×107 2.84×107 4.26×107 5.68×107。