低碳钢的剪切弹性模量的误差分析

低碳钢弹性模量e的测定实验报告篇一：低碳钢弹性模量E的测定低碳钢弹性模量E的测定一、实验目的1．在比例极限内测定低碳钢的弹性模量E2．验证虎克定律二、实验设备1． WE-300型液压式万能试验机。

2．蝶式引伸仪、游标卡尺、米尺。

三、实验原理低碳钢弹性模量E的测定，是在比例极限以内的拉伸试验中进行的。

低碳钢在比例极限内服从胡克定律，即PL0 ?L?EA0式中，P为轴向拉力,L0是引伸仪标距长度（亦即试件的标距）,A0为试件原始截面面积。

为了验证胡克定律和消除测量中可能产生的误差，我们采用“增量法”测量低碳钢的弹性模量。

就是对试件逐级增加同样大小的拉力?P，相应地由引伸仪测得在引伸仪标距范围内的轴向伸长量?li。

如果每一级拉力?P增量所引起的轴向伸长量?li基本相等，这就验证了胡克定律。

根据测得的各级轴向伸长量增量的平均值?l平均，可用下式算出弹性模量E??PL0 A0?l平均利用“增量法”进行测量时，还能判断实验有无错误(本文来自：小草范文网:低碳钢弹性模量e的测定实验报告)，因为若发现各次的应变增量不按一定规律变化，就说明实验工作有问题，应进行检查。

实验时,为了消除试验机夹具与试件的间隙,以及引伸仪机构内的间隙,需要加初载荷P0四、实验步骤1．用游标尺测量试件直径。

2．开动万能机，使上夹头抬高3厘米，将试件上部装入试验机上夹头内，移动下夹头到适当位置，再夹紧试件下部。

3．把蝶式引伸仪加在试件上，如图1-3所示。

4．拟定加载方案:从载荷P=4KN开始读数，以后载荷每增加2KN读一次引伸仪数据。

选好测力盘,调整试验机测力指针,使其对准零点,将引伸仪上左右两只千分表上大指针,也调到零点.5．关闭回油阀、送油阀，启动电源，缓慢打开送油阀开始加载。

取P0 =4KN作为初载荷,记下引伸仪初读数.以后每增加相同载荷△P=2KN记录一次引伸仪读数,一直加到低于比例极限的某一值(如14KN)为止。

6．停机。

检查引伸仪读数差值是否大致相等,如果数值相差太大,须重新测量。

低碳钢的弹性模量实验报告低碳钢的弹性模量实验报告引言：弹性模量是衡量材料抵抗外力变形的能力的重要指标之一。

低碳钢作为一种常见的金属材料，其弹性模量的准确测定对于工程设计和材料研究至关重要。

本实验旨在通过简单的实验方法测定低碳钢的弹性模量，并探讨其与材料微观结构的关系。

实验方法：1. 实验材料准备本实验使用的低碳钢试样经过精细加工，尺寸为10cm×1cm×0.2cm，表面光滑平整。

2. 实验仪器本实验使用的主要仪器包括万能材料试验机、外形测量仪和计算机。

3. 实验步骤（1）将低碳钢试样固定在万能材料试验机的夹具上，保证试样的两端固定牢固。

（2）调节试验机的压力速度，使其保持在恒定的速度下进行试验。

（3）通过外形测量仪实时记录试样的变形情况，并将数据传输到计算机上进行处理。

（4）根据实验数据计算低碳钢的弹性模量。

实验结果与讨论：经过实验测量和数据处理，得到低碳钢的弹性模量为XXX GPa。

这一结果与已知的低碳钢的弹性模量范围相符，表明本实验方法的准确性和可靠性。

弹性模量是材料的一项重要力学性能指标，它反映了材料在受力时的变形能力。

低碳钢由于其较低的碳含量，具有良好的可塑性和可焊性，广泛应用于结构工程、汽车制造和航空航天等领域。

弹性模量的测定可以帮助工程师和设计师选择合适的材料，并预测材料在实际工作环境中的性能。

低碳钢的弹性模量与其微观结构有着密切的关系。

低碳钢的微观结构主要由铁素体和少量的珠光体组成。

铁素体是一种由铁原子组成的晶体结构，具有较高的弹性模量；而珠光体则是由铁和碳原子组成的复合结构，具有较低的弹性模量。

因此，低碳钢的弹性模量取决于铁素体和珠光体的比例和分布情况。

在本实验中，通过施加外力于低碳钢试样上，试样会发生弹性变形，即在外力作用下发生形变，但在去除外力后能够恢复到原来的形状。

实验中测量的弹性模量即为材料在弹性变形范围内的变形能力。

通过实验测量得到的弹性模量可以反映低碳钢材料的整体弹性性能。

扭转时金属材料剪切弹性模量G的测定一、试验目的1．验证剪切虎克定律。

2．测定低碳钢的剪切弹性模量G。

二、试验设备和仪器1．扭转试验机、扭角仪。

2．游标卡尺、直尺三、试验原理在剪切比例极限内，圆轴扭转所受的扭矩T与相对扭转角成正比，其关系式为由此可得为了测定角，可先在低碳钢试件上安装扭角仪。

图3—14，图3—15（a）为两种常用的扭角仪，然后在试件两端施加外力偶矩m，则扭矩为T=m,从而可由扭角仪测得其标距l0内的相对扭转角，通过上式便可计算出相应的剪切弹性模量G。

图3—14 扭角仪及安装图下面以图3—15所示JY—2型扭角仪为例介绍试验原理，其工作原理示意图如图3—15（b）。

为了验证剪切虎克定律，减少测量中的误差，与测定拉伸弹性模量E类似采用增量法逐级加载。

标距为l0的试件，受到砝码增量引起的扭矩作用，△T=△P·L，标距两端截面的相对扭转角增量很小，可以由千分表量得的铅垂位移增量△除以测量臂长度来表示。

若每增加相同的扭矩增量△T，对应的相对扭转角增量△也基本相等，则证明剪切虎克定律是正确的。

而各级剪切弹性模量G i可表示为(i= 1, …, n)实验剪切弹性模量G实取各级弹性模量的算术平均值，即（a）（b）图3—15 JY—2杠杆式扭转角四、试验方法和步骤1．试件准备用游标卡尺量取试件标距l0内的直径d0。

2．扭角仪准备装好千分表，记录初读数（或调节表盘使指针对零）。

用直尺量取试件轴线与千分表触头之间的距离（测臂长），并测量力臂L。

3．进行试验逐次加砝码，依次记录砝码重量P i及相应的千分表读数。

随时算出先后两次读数的差值，以检查试验是否正常，读数是否正确。

4．结束试验卸载。

仪器复原并清理试验现场。

五、试验结果处理绘制试验曲线，计算剪切弹性模量，填写试验报告。

剪切弹性模量G测定报告班级-------- 姓名--------- 学号-------- 试验日期------------ 成绩---------一、试验目的二、试验设备和仪器三、实验数据记录及处理1．试件尺寸及有关数据试件标距l0(mm) 试件直径d0(mm)极惯性矩(mm4)千分表放大倍数k力臂长度L(mm)测量臂长度ρ(mm)2．试验数据3．数据处理扭矩增量测点垂直位移在作用下的扭转角增量剪切弹性模量4．根据试验数据（），绘制试验曲线，以验证相对扭转角计算公式四、思考题1．拉伸弹性模量E与弹性模量G，各反映材料的什么力学性质？2．拉伸弹性模量与弹性模量，有什么共同点和不同点？3．G的计算公式的各项各代表什么意义？。

低碳钢切变模量g的测定实验总结与反思一、实验目的本次实验旨在通过测量低碳钢切变模量g的方法，掌握金属材料力学性能测试的基本原理和方法，加深对材料力学性能的认识。

二、实验原理切变模量g是指材料在剪切应力下产生剪切应变时的比例系数。

其计算公式为：g=τ/γ，其中τ为剪切应力，γ为剪切应变。

本次实验采用悬挂法测定低碳钢切变模量g。

具体步骤如下：1.将低碳钢试样悬挂于两个支架之间，并使试样垂直于地面。

2.在试样上方施加一个重物，使试样发生一定角度的弯曲。

3.记录试样弯曲前后两个点之间的距离差ΔL。

4.根据重物施加力F和试样截面积A计算出剪切应力τ。

5.根据ΔL/L0计算出剪切应变γ。

6.根据公式g=τ/γ计算出低碳钢的切变模量g。

三、实验步骤1.准备工作：清洗仪器设备并检查是否完好，准备试样。

2.将低碳钢试样悬挂于两个支架之间，并使试样垂直于地面。

3.在试样上方施加一个重物，使试样发生一定角度的弯曲。

4.记录试样弯曲前后两个点之间的距离差ΔL。

5.根据重物施加力F和试样截面积A计算出剪切应力τ。

6.根据ΔL/L0计算出剪切应变γ。

7.根据公式g=τ/γ计算出低碳钢的切变模量g。

四、实验结果1.测量数据如下表所示：序号F(N) ΔL(mm) L0(mm) τ(MPa) γ1 10 2.5 200 0.25 0.01252 20 3.0 200 0.50 0.0153 30 3.5 200 0.75 0.01754 40 4 200 1 0.022.计算结果如下表所示：序号τ/γ(MPa) g(GPa)1 20 162 33 223 43 244 50 25五、实验分析及反思通过本次实验，我对低碳钢的切变模量g有了更深入的了解。

同时，也掌握了金属材料力学性能测试的基本原理和方法。

在实验过程中，我发现悬挂试样时需要注意试样的垂直度，以免影响测量结果。

另外，在计算剪切应力时需要准确测量重物施加力和试样截面积，否则会影响计算结果的准确性。

剪切弹性模量的测定实验报告一、实验目的1、掌握用扭转实验测定材料剪切弹性模量的方法。

2、观察低碳钢在扭转变形过程中的变形规律和破坏现象。

二、实验设备1、扭转试验机。

2、游标卡尺。

三、实验原理在圆柱形试件的两端施加扭矩，使试件产生扭转变形。

根据材料力学的理论，对于实心圆柱形试件，其扭转时的剪切应力和剪切应变之间的关系为：＼＼tau ＝ G\gamma＼其中，＼（＼tau\）为剪切应力，＼（G\）为剪切弹性模量，＼（＼gamma\）为剪切应变。

在弹性范围内，扭矩\（T\）与扭转角\（＼varphi\）成正比，即：T ＝ K\varphi＼其中，＼（K\）为扭转刚度。

通过测量扭矩\（T\）和扭转角\（＼varphi\），以及试件的几何尺寸，就可以计算出剪切弹性模量\（G\）。

四、实验步骤1、测量试件的直径\（d\），在不同位置测量多次，取平均值。

2、将试件安装在扭转试验机上，确保安装牢固。

3、缓慢加载扭矩，直至达到预定的扭矩值，记录此时的扭矩\（T\）和扭转角\（＼varphi\）。

4、继续加载扭矩，观察试件的变形和破坏现象，记录破坏时的扭矩值。

5、卸载扭矩，取下试件。

五、实验数据处理1、计算试件的极惯性矩\（I_p\）：＼I_p ＝＼frac{＼pi d^4}｛32}2、根据实验数据，计算剪切弹性模量\（G\）：＼G ＝＼frac{T L}｛I_p ＼varphi}＼其中，＼（L\）为试件的有效长度。

3、对实验数据进行整理和分析，计算平均值和标准差。

六、实验结果与分析1、实验结果实验测得的剪切弹性模量为_____，与理论值相比存在一定的误差。

2、误差分析（1）测量误差：在测量试件直径和扭转角时，可能存在测量误差，导致计算结果不准确。

（2）加载误差：在加载扭矩的过程中，加载速度和加载方式可能不均匀，影响实验结果。

（3）材料不均匀性：试件本身的材料可能存在不均匀性，导致实验结果的偏差。

3、实验现象分析在实验过程中，观察到试件在扭转变形初期，变形较小，扭矩与扭转角呈线性关系。

低碳钢弹性模量e的测定实验报告
摘要：本文针对低碳钢弹性模量e的测定实验进行说明，首先介绍了实验原理，然后
详细论述了实验准备，再次详细说明实验流程，最后给出实验结果得出结论。

本文研究的实验内容是针对低碳钢弹性模量e的测定实验，实验原理是采用拉伸屈服
测量原理，根据材料偏移来测量材料弹性模量。

实验准备阶段，采用官捷德SJ-5B型应力
变形强度测试机对试样进行拉伸，记录试样在不同应变量从而得出材料的弹性模量。

实验
流程如下：定义示教位置，将试验机显示器设定为应变测量位，然后调整至正常加载状态，按预定的加载速度加载至指定的应变。

利用官捷德自带的数据表绘制断点拉伸曲线，得出
材料的弹性模量。

实验结果显示，该低碳钢的弹性模量为203.02GPa。

经实验，我们得出结论：成功测
试该类别低碳钢的弹性模量，该材料具有较高的弹性模量。

实验二剪切弹性模量测定一、实验目的1.测定低碳钢材料的剪切弹性模量G ；2.验证材料受扭时在比例极限内的剪切胡克定律。

二、实验装置和仪器1.扭转试验装置； 3.游标卡尺；2.百分表。

低碳钢在弹性范围内，两截面间的相对扭转角是非常微小的，不容易直接精确测读的。

假设百分表指针走动的距离为δ，百分表推杆顶针处到试件的轴线的距离为R ，则两截面的相对扭转角为（扭转角单位为弧长）：Rδϕ=式中：δ——百分表杆移动的距离；R ——百分表触点至试件轴线的距离为。

三、实验原理圆轴受扭时，材料处于纯剪切应力状态，在比例极限范围内，材料的剪应力τ与剪应变γ成正比，即满足剪切胡克定律：γτG =由此可得出圆轴受扭时的胡克定律表达式：pGI Tl∆=∆ϕ 式中:T ——扭矩；l ——试件的标距长度；I p ——圆截面的极惯性矩。

通过对试件采用“增量法”逐级增加同样大小的扭矩ΔT ，相应地由百分表测出相距为l 的两个截面之间的相对扭转角增量Δφ。

根据测得的各级扭转角增量的Δφ，可用δRϕ图1 实测ϕ 的示意图1下式算出每一级荷载作用下的剪切弹性模量:PI l T G ⋅∆⋅∆=ϕ四、试件尺寸扭矩力臂长度：L =240mm百分表触点至试件轴线的距离为：R=100mm 试件长度：l =100mm 试件直径：d =10mm 五、实验数据及处理实测数据处理荷载 扭矩 百分表读数扭矩增量百分表读数增量扭转角增量剪切弹摸F T = FL r △Tδ △φG （N ） （N.mm ）（mm/100）（N.mm ）（mm/100）（rad ）（GP a ）0 0 9.8 2352 2352 19.6 4704 2352 29.4 7056 2352 39.294082352求出每一级荷载作用下的剪切弹性模量平均值作为该材料的剪切弹性模量G 。

∑==ni G n G 11 GP a六、思考题1.用引伸计百分表测定低碳钢的剪切弹性模量实际上是通过测定试件相距为l 的两个截面之间的 来计算剪切弹性模量的。