低碳鋼拉伸時彈性模量E的測定實(shí)驗(yàn)

1、低碳鋼拉伸時彈性模量E的測定實(shí)驗(yàn)1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、在比例極限內(nèi)驗(yàn)證虎克定律；2、學(xué)習(xí)使用單向引伸計測定鋼材的彈性模量；3、再次熟悉電子萬能試驗(yàn)機(jī)的使用；4、學(xué)習(xí)擬定試驗(yàn)加載方案。2 儀器和設(shè)備50KN電子萬能試驗(yàn)機(jī)、單向引伸計、游標(biāo)卡尺。3 實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)原理在比例極限內(nèi)測定彈性常數(shù)，應(yīng)力與應(yīng)變服從虎克定律，其關(guān)系式為：0P0P1PnP增量法示意圖上式中的比例系數(shù)稱為材料的彈性模量。則：為了驗(yàn)證虎克定律并消除測量中可能產(chǎn)生的誤差，一般采用增量法。所謂增量法就是把欲加的最終載荷分成若干等份，逐級加載來測量試件的變形。設(shè)試件橫截面面積為，引伸計的標(biāo)距為，各級載荷增加量相同，并等于，各級伸長的增加量為

2、，則式(2)可改寫為：式中下標(biāo)為加載級數(shù)；為每級載荷的增加量。由實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)：在各級載荷增量相等時，相應(yīng)地由引伸計測出的伸長增加量也基本相等，這不僅驗(yàn)證了虎克定律，而且，還有助于我們判斷實(shí)驗(yàn)過程是否正常。若各次測出的相差很大，則說明實(shí)驗(yàn)過程存在問題，應(yīng)及時進(jìn)行檢查。、加載方案的擬定采用增量法擬定加載方案時，通常要考慮以下情況：（1） 最大載荷的選取應(yīng)保證試件最大應(yīng)力值不能大于比例極限，但也不能小于它的一半，一般取屈服載荷的70%80%，故通常取最大載荷 ；（2）至少有46級加載，每級加載后應(yīng)使引伸計的讀數(shù)有明顯的變化。4 實(shí)驗(yàn)操作步驟、依次打開計算機(jī)、變壓器，并按下主機(jī)外罩上的“復(fù)位”按鈕啟動

3、試驗(yàn)機(jī)。、雙擊桌面上的圖標(biāo)WinWdw-PCI ，進(jìn)入軟件操作系統(tǒng)。、點(diǎn)擊“試驗(yàn)操作”，打開實(shí)驗(yàn)操作界面，做拉伸試驗(yàn)時，在軟件操作系統(tǒng)的“控制面板”上選取“拉向”。、用游標(biāo)卡尺測量試樣的直徑和標(biāo)距，并記錄。在試件的標(biāo)距范圍內(nèi)測量試件三個橫截面處的截面直徑，在每個截面上分別取兩個相互垂直的方向各測量一次直徑。取六次測量的平均值做為原始直徑，并據(jù)此計算試件的橫截面面積。測量標(biāo)距時，要用游標(biāo)卡尺測量三次，并取三次測量結(jié)果的平均值作為試件的原始長度。、做實(shí)驗(yàn) 裝夾拉伸試樣。通過試驗(yàn)機(jī)的“上升”、“下降”按鈕把橫梁調(diào)整到方便裝試件的位置，再把上鉗口松開，夾緊試樣的上端； 使橫梁下降，當(dāng)試樣能夠夾在下鉗口

4、時，停止； 在實(shí)驗(yàn)操作界面上把負(fù)荷、峰值、變形、位移、時間清零，夾緊下鉗口； 在“控制面板”上選擇“位移控制”，采用0.2mm/min的速度使橫梁下降，消除預(yù)緊力，使負(fù)荷變?yōu)榱悖?裝夾引伸計，并檢查引伸計是否已正確連接到計算機(jī)主機(jī)的端口上；加載速度選0.5mm/min； 單擊“新建試樣”按鈕，輸入試件的有關(guān)信息，包括直徑（或長、寬）、標(biāo)距，然后點(diǎn)擊“新建試樣” 按鈕，再點(diǎn)擊“確認(rèn)”。 再次把負(fù)荷、峰值、變形、位移、時間等各項(xiàng)分別清零。 單擊“位移方式”，切換為“取引伸計”模式。在取引伸計模式下，點(diǎn)擊“開始”按鈕，開始實(shí)驗(yàn)。注意觀察加載過程中的載荷與位移的關(guān)系曲線，是一條斜直線。表明試件處于彈性

5、狀態(tài)，應(yīng)力與應(yīng)變成線性關(guān)系。按加載方案在下表中記錄各級載荷作用下的應(yīng)變值。載荷變形量差值當(dāng)試件即將進(jìn)入屈服階段時，屏幕會彈出對話框提示取下引伸計，此時要迅速取下引伸計。因?yàn)榇撕笤嚰⑦M(jìn)入屈服階段，在載荷變形圖上將看到一個很長的波泿形曲線（表明試件處于流塑階段），應(yīng)力變化不大，但應(yīng)變大大增加。如果不取下引伸計，引伸計將被拉壞。接著材料進(jìn)入強(qiáng)化階段，可將加載速度調(diào)至5mm/min，繼續(xù)實(shí)驗(yàn)直至試樣拉斷。 試樣拉斷后，立即按“停止”按鈕。然后點(diǎn)取“保存數(shù)據(jù)” 按鈕，保存試驗(yàn)數(shù)據(jù)。取下試樣，先將兩段試件沿斷口整齊地對攏，量取并記錄拉斷后兩標(biāo)距點(diǎn)之間的長度，及斷口處最小的直徑，并計算斷后面積。 數(shù)據(jù)處理。單擊菜單欄中的“試驗(yàn)分析”，并在相應(yīng)的對話中選擇需要計算的項(xiàng)目。然后單擊“自動計算”。需要打印時單擊“試驗(yàn)報告”按鈕，把需要輸出的選項(xiàng)移到右側(cè)的空白框內(nèi)，在曲線類型欄中選擇應(yīng)力-應(yīng)變曲線，單擊“確定”銨鈕后打印試驗(yàn)報告。（11）關(guān)閉軟件和試驗(yàn)機(jī)。5 試驗(yàn)結(jié)果處理按表格中計算出的每級載荷作用下的變形增加量，根據(jù)式計算每級載荷作用下的彈性常數(shù)，再把每級載荷作用下得到的求平均值：上式中的為加載級數(shù)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，按式(4)計算的彈性模量即為最終實(shí)驗(yàn)結(jié)果。6 預(yù)習(xí)思考題試驗(yàn)前為什么分別在夾緊試件前及開