低碳鋼材料的拉伸彈性模量和泊松比測試電測法

低碳鋼材料的拉伸彈性模量和泊松比測試電測法第一頁，共23頁。一、實驗目的

1.測定低碳鋼的彈性模量

2.測定低碳鋼的泊松比

3.驗證虎克定律

第一頁第二頁，共23頁。一、實驗設備和儀器

1、WUT-2004型全數(shù)字式

智能靜態(tài)電阻應變儀

2、游標卡尺

3、彈性模量測試試樣

4、拉壓力傳感器

第二頁第三頁，共23頁。一、實驗原理1、拉伸彈性模量

測定金屬材料的彈性模量一般采用拉伸實驗，實驗試樣的尺寸規(guī)格參照GB/T228-2002，本實驗采用的試樣為矩形試樣，其裝置和試樣尺寸見圖1和圖2。第三頁第四頁，共23頁。圖1拉伸彈性模量測試裝置示意圖第四頁第五頁，共23頁。第五頁第六頁，共23頁。試件尺寸：材料截面尺寸（mm）截面面積（mm2）備注寬度厚度Q235101.212

應變計規(guī)格:應變計類型電阻值（歐姆）靈敏系數(shù)規(guī)格(mm)箔式120±0.52.082×1第六頁第七頁，共23頁。根據(jù)虎克定律的關(guān)系式：

推導出彈性模量計算公式：

第七頁第八頁，共23頁。為了驗證材料在比例極限內(nèi)受力與變形的線形關(guān)系，試驗采用增量法，每增加一個等荷載△P，由應變儀測出相應的應變量ε，如果每次的應變量相同，就證明了虎克定律的正確性。設試樣的截面面積為A，每次力的增量為△P，用全橋測量方法進行測量，則彈性模量的計算為：

第八頁第九頁，共23頁。根據(jù)公式：式中：ε1和ε3為工作片；ε2和ε4為溫度補償片（不受力），因而得到：從而：第九頁第十頁，共23頁。2、泊松比當拉桿內(nèi)的應力不超過材料的比例極限時，它的縱向應變和橫向應變的絕對值之比為一常數(shù)，此比值稱為橫向變形系數(shù)或泊松比，其關(guān)系式為：

式中：

為泊松比，ε＇為橫向應變，ε為縱向應變。

第十頁第十一頁，共23頁。彈性模量及泊松比系數(shù)的約值材料名稱牌號E(105MPa)μ低碳鋼Q2352.0-2.10.24-0.28中碳鋼452.090

低合金鋼16Mn2.0000.25-0.3合金鋼40CrNiMoA2.100

灰口鑄鐵

0.6-1.650.23-0.27球墨鑄鐵

1.5-1.8

鋁合金LY120.7200.33硬質(zhì)合金

3.900

混凝土

0.155-0.370.16-0.18木材

0.09-0.12

第十一頁第十二頁，共23頁。2、實驗方法

1）確定加載的最大極限值，一般?。?/p>

PP=0.7~0.8PS

第十二頁第十三頁，共23頁。2）確定初始加載值P0和增量荷載△P，確定△P主要依據(jù)最大極限PP和加載級數(shù)（一般分為5級），使得每一級的應變測量數(shù)有明顯的區(qū)別。

本次實驗取△P=20N第十三頁第十四頁，共23頁。四、實驗步驟1、用游標卡尺測量試樣的寬度和厚度。2、將試樣安裝在小型電測實驗裝置上。3、將拉壓力傳感器上的測量線端子接到應變儀背面的第一組接線柱上：

全橋接法：將拉壓力傳感器上四根引線分別接到應變儀背面的A、B、C、D接線柱上。4、將被測試樣應變計上的引線接到應變儀背面的第二組接線柱上,接法同上。第十四頁第十五頁，共23頁。全橋電橋電路圖第十五頁第十六頁，共23頁。5、根據(jù)“WUT-98型智能全數(shù)字式靜態(tài)應

變儀”使用操作要求，調(diào)整好應變儀。

6、作好準備工作后，開始進行試驗，分

別測試縱向和橫向應變，將試驗數(shù)據(jù)

詳細、準確地記錄下來，一般試驗要

重復進行2-3次。

7、結(jié)束試驗后，將試驗數(shù)據(jù)交實驗指導

教師檢查，合格后清理現(xiàn)場，經(jīng)指導

教師同意后方可離開實驗室。

第十六頁第十七頁，共23頁。全橋接線方式示意圖第十七頁第十八頁，共23頁。全橋接線方式示意圖第十八頁第十九頁，共23頁。五、實驗報告要求1、根據(jù)實驗報告上的要求具體填寫實驗目的、實驗設備及試驗數(shù)據(jù)。2、依據(jù)試驗數(shù)據(jù)及實驗計算公式計算低碳鋼的彈性模量和泊松比。3、對實驗計算結(jié)果與理論值進行比較，分析誤差原因。第十九頁第二十頁，共23頁。五、思考題1、為什么要用增量法來進行試驗？由初級荷載一次性加到最終荷載能否測出彈性模量？2、初載荷的大小對彈性模量值的測定有無影響？3、試件的截面尺