材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)二扭轉(zhuǎn)與彈性模量測(cè)定實(shí)驗(yàn)

材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)二扭轉(zhuǎn)與彈性模量測(cè)定實(shí)驗(yàn)材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書?3扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書1、概述工程中有許多承受扭轉(zhuǎn)變形的構(gòu)件，了解材料在扭轉(zhuǎn)變形時(shí)的力學(xué)性能，對(duì)于構(gòu)件的合理設(shè)計(jì)和選材是十分重要的。扭轉(zhuǎn)變形是構(gòu)件的基本變形之一，因此扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)也是材料力學(xué)基本實(shí)驗(yàn)之一。2、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.1測(cè)定低碳鋼的扭轉(zhuǎn)屈服強(qiáng)度及抗扭強(qiáng)度。，，sb2.2測(cè)定鑄鐵的抗扭強(qiáng)度。,b2.3觀察、比較低碳鋼和鑄鐵在扭轉(zhuǎn)時(shí)的變形和破壞現(xiàn)象，分析其破壞原因。3、實(shí)驗(yàn)原理對(duì)一確定形狀試件兩端施加一對(duì)大小為的外力偶，試件便處于扭轉(zhuǎn)受力狀態(tài)，此時(shí)試件中的Me圖3.1純剪應(yīng)力狀態(tài)045對(duì)單元體進(jìn)行平衡分析可知，在與試樣軸線成角的螺旋面上，分別承受主應(yīng)力，，，，1,,,,的作用，這樣就出現(xiàn)了在同一個(gè)試件的不同截面上,，，，，，的情形。這樣對(duì)于判斷材3壓拉料各極限強(qiáng)度的關(guān)系提供了一個(gè)很好的條件。T圖3.2為低碳鋼Q235扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)扭矩和扭轉(zhuǎn)角的關(guān)系曲線，圖3.3為鑄鐵HT200試件的扭，T轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)扭矩和扭轉(zhuǎn)角的關(guān)系曲線。圖3.4為低碳鋼和鑄鐵扭轉(zhuǎn)破壞斷口形式，T,,T,,圖3.2低碳鋼Q235扭轉(zhuǎn)曲線圖3.3鑄鐵HT200扭轉(zhuǎn)曲線圖3.4低碳鋼和鑄鐵扭轉(zhuǎn)破壞斷口形式由圖3.2低碳鋼扭轉(zhuǎn)曲線可以看出，低碳鋼Q235的扭轉(zhuǎn)曲線類似于拉伸的T,,T,,F,,L曲線，有明顯的彈性階段、流動(dòng)屈服階段及強(qiáng)化階段。在彈性階段，根據(jù)扭矩平衡原理，由剪應(yīng)力產(chǎn)生的合力矩需與外加扭矩相等，可得剪應(yīng)力沿半徑方向的分布為：，，T*,,,,IP在彈性階段剪應(yīng)力的變化如圖3.5所示圖3.5低碳鋼扭轉(zhuǎn)試件彈性階段應(yīng)力分布變化在彈性階段剪應(yīng)力沿圓半徑方向呈線性分布，據(jù)此可得T*rT,,,maxIWPP當(dāng)外緣剪應(yīng)力增加到一定程度后，試件的邊緣產(chǎn)生流動(dòng)現(xiàn)象，試件承受的扭矩瞬間下降，應(yīng)力重新分布至整個(gè)截面上的應(yīng)力均勻一致，稱之為屈服階段，在屈服階段剪應(yīng)力的變化如圖3.6所示,稱達(dá)到均勻一致時(shí)的剪應(yīng)力為剪切屈服強(qiáng)度()，其對(duì)應(yīng)的扭矩為屈服扭矩，習(xí)慣上將屈服段s的最低點(diǎn)定義為屈服扭矩，同樣根據(jù)扭矩平衡原理可得:3T*3T,ss,,,s4I4WPP圖3.6低碳鋼扭轉(zhuǎn)試件屈服階段應(yīng)力分布變化應(yīng)力均勻分布后，試件可承受更大的扭矩，試件整個(gè)截面上的應(yīng)力均勻增加，直至試件剪切斷裂，如圖3.4所示，最大剪應(yīng)力對(duì)應(yīng)的扭矩為最大扭矩，定義最大剪應(yīng)力為剪切強(qiáng)度。3Tb,,b4WP通過以上的分析可知:在低碳鋼的扭轉(zhuǎn)時(shí)，可以得到剪切強(qiáng)度極限，但由于不同材料的破壞形式并不一致，其剪切強(qiáng)度的計(jì)算公式并不相同，鑒于此，為方便不同材料力學(xué)特性的比較，國(guó)標(biāo)《金屬扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)方法》(GB/T10128-1988)規(guī)定，材料的扭轉(zhuǎn)屈服點(diǎn)和抗扭強(qiáng)度按公式，T,T/WssP計(jì)算。需要注意的是，國(guó)標(biāo)定義的強(qiáng)度為抗扭強(qiáng)度而非剪切強(qiáng)度。T,T/WbbPF,,L由圖3.2鑄鐵扭轉(zhuǎn)曲線可以看出，鑄鐵HT200的扭轉(zhuǎn)曲線類似于拉伸的曲T,,T,,線，沒有屈服階段及強(qiáng)化階段。從圖3.1純剪應(yīng)力狀態(tài)及圖3.4鑄鐵扭轉(zhuǎn)破壞斷口形式可以看出，鑄鐵試件是沿與軸線成45?螺旋面方向被拉伸破壞的，也就是說，在圖3.1純剪應(yīng)力狀態(tài)單元體中，拉應(yīng)力首先達(dá)到拉伸強(qiáng)度值。其抗扭強(qiáng)度的計(jì)算同低碳鋼試件，且此時(shí)抗扭強(qiáng)度等于最大扭矩時(shí)的最大剪應(yīng)力（即邊緣剪應(yīng)力）。由以上分析可知:鑄鐵的扭轉(zhuǎn)破壞是由于拉應(yīng)力引起的拉伸破壞，通過扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)可間接測(cè)得鑄鐵試件的拉伸強(qiáng)度，但無法得到其剪切強(qiáng)度。4、實(shí)驗(yàn)方案4.1實(shí)驗(yàn)設(shè)備、測(cè)量工具及試件YDD-1型多功能材料力學(xué)試驗(yàn)機(jī)（圖1.8）、150mm游標(biāo)卡尺、標(biāo)準(zhǔn)低碳鋼、鑄鐵扭轉(zhuǎn)試件（圖3.7）。YDD-1型多功能材料力學(xué)試驗(yàn)機(jī)由試驗(yàn)機(jī)主機(jī)和數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)兩部分組成，主機(jī)部分由加載機(jī)構(gòu)及相應(yīng)的傳感器組成，數(shù)據(jù)采集部分完成數(shù)據(jù)的采集、分析等。試件采用兩端為扁形標(biāo)準(zhǔn)扭轉(zhuǎn)試件，按國(guó)標(biāo)《金屬扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)方法》（GB/T10128-1988）的規(guī)定制作，試件的兩端與試驗(yàn)機(jī)的上、下扭轉(zhuǎn)夾頭相聯(lián)接。為方便觀測(cè)試件的變形，試驗(yàn)前需用游標(biāo)卡尺測(cè)d量出試件的最小直徑（）。為方便觀測(cè)試件的變形、觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)前在試件上作一組如圖3.70圖3.7常用扭轉(zhuǎn)試件所示的矩形框標(biāo)記。4.2裝夾、加載方案安裝好的試件如圖3.8所示。試件兩端為扁形，扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)時(shí)，試件的兩端與試驗(yàn)機(jī)的上、下扭轉(zhuǎn)夾頭相聯(lián)接，夾頭中間有矩形加載槽。上夾頭通過花鍵軸與扭矩傳感器聯(lián)接，花鍵軸在扭矩傳感器中可上下滑動(dòng)，以適合安裝試件。下夾頭通過雙鍵與試驗(yàn)機(jī)的扭轉(zhuǎn)軸相聯(lián)接。扭轉(zhuǎn)時(shí)，扭矩傳感器固定不動(dòng)，扭轉(zhuǎn)電機(jī)帶動(dòng)下夾頭轉(zhuǎn)動(dòng)，試件受到扭轉(zhuǎn)。4.3數(shù)據(jù)測(cè)試方案扭矩通過上夾頭-花鍵軸傳至扭矩傳感器，試件的轉(zhuǎn)角通過安裝在扭轉(zhuǎn)軸上的光電編碼器轉(zhuǎn)化為電壓方波信號(hào)，轉(zhuǎn)軸每轉(zhuǎn)過一個(gè)確定的角度，光電編1、3-扭轉(zhuǎn)上下夾頭，2-扭轉(zhuǎn)試件，碼器就輸出一個(gè)方波信號(hào)，這樣，通過記錄方波的4-左立柱，5-扭矩傳感器數(shù)量就可以知道試件的轉(zhuǎn)角，扭轉(zhuǎn)時(shí)，數(shù)據(jù)采集系圖3.8扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)試件的裝夾統(tǒng)每檢測(cè)到一個(gè)方波就記錄一次數(shù)據(jù)，并將方波數(shù)量代表的轉(zhuǎn)角作為X軸，扭矩作為Y軸顯示數(shù)據(jù)，這樣就得到了扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)的扭矩-轉(zhuǎn)角曲線。

4.4數(shù)據(jù)的分析處理數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)，實(shí)時(shí)記錄試件所受的扭矩及轉(zhuǎn)角，并生成扭矩、轉(zhuǎn)角實(shí)時(shí)曲線。圖3.9為實(shí)測(cè)低碳鋼Q235扭轉(zhuǎn)實(shí)測(cè)曲線，圖3.10為實(shí)測(cè)鑄鐵HT200的扭轉(zhuǎn)實(shí)測(cè)曲線。T,63.9實(shí)測(cè)低碳鋼扭轉(zhuǎn)曲線在圖3.9低碳鋼Q235扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)曲線中，橫坐標(biāo)-試件的轉(zhuǎn)角，縱坐標(biāo)-試件所受的扭矩，從扭矩-轉(zhuǎn)角曲線可以清晰地區(qū)別低碳鋼扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)的彈性階段、屈服階段，并可方便地讀取屈服扭矩、極限扭矩。MgIB.numa ?—二w皙」■土，尊T,6圖3.10實(shí)測(cè)鑄鐵扭轉(zhuǎn)曲線得到相關(guān)數(shù)據(jù)后，依據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，就可以得到所需要的力學(xué)指標(biāo)。5、完成實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告在了解實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方案及實(shí)驗(yàn)設(shè)備操作后，就應(yīng)該完成實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告包括：明確相關(guān)概念、預(yù)估試件的最大載荷、明確操作步驟等，在完成預(yù)習(xí)報(bào)告時(shí)，有些條件實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書已給出（包括后續(xù)的實(shí)驗(yàn)操作步驟簡(jiǎn)介）、有些條件為已知條件、有些條件則需要查找相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或參考資料。通過預(yù)習(xí)報(bào)告的完成，將有利于正確理解及順利完成實(shí)驗(yàn)。有條件的同學(xué)可以利用多媒體教學(xué)課件，分析以往的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、觀看實(shí)驗(yàn)過程等。完成實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告，并獲得輔導(dǎo)教師的認(rèn)可，是進(jìn)行正式實(shí)驗(yàn)操作的先決條件。6、實(shí)驗(yàn)操作步驟簡(jiǎn)介6.1試件原始參數(shù)的測(cè)量及標(biāo)距的確定實(shí)驗(yàn)采用標(biāo)準(zhǔn)短試件，試件形狀見圖3.7，用游標(biāo)卡尺在標(biāo)距長(zhǎng)度的中央和兩端的截面處，按兩個(gè)垂直的方向測(cè)量試件的直徑，填入實(shí)驗(yàn)表格取三組數(shù)據(jù)平均值的最小值進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算出扭轉(zhuǎn)試件W的抗扭截面系數(shù)。p為了更好的觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)前，在扭轉(zhuǎn)試件表面制作一組矩形框標(biāo)記，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意觀察矩形框的變化。6.2連接測(cè)試線路按要求聯(lián)接測(cè)試線路，一般第3通道選擇測(cè)扭矩，第八通道選擇測(cè)轉(zhuǎn)角，第七通道進(jìn)行扭轉(zhuǎn)方向判斷。連接試驗(yàn)機(jī)上的轉(zhuǎn)角傳感和扭轉(zhuǎn)傳感接口。聯(lián)線時(shí)應(yīng)注意不同類型傳感器的測(cè)量方式及接線方式。聯(lián)線方式應(yīng)與傳感器的工作方式相對(duì)應(yīng)。6.3設(shè)置數(shù)據(jù)采集環(huán)境6.3.1進(jìn)入測(cè)試環(huán)境首先檢測(cè)儀器。檢測(cè)到儀器后，系統(tǒng)將自動(dòng)給出上一次實(shí)驗(yàn)的測(cè)試環(huán)境?；蛲ㄟ^文件-引入項(xiàng)目，引入所需要的采集環(huán)境。6.3.2設(shè)置測(cè)試參數(shù)測(cè)試參數(shù)是聯(lián)系被測(cè)物理量與實(shí)測(cè)電信號(hào)的紐帶，設(shè)置合理的測(cè)試參數(shù)是得到正確數(shù)據(jù)的前提。測(cè)試參數(shù)由系統(tǒng)參數(shù)、通道參數(shù)及窗口參數(shù)三部分組成。其中，系統(tǒng)參數(shù)包括測(cè)試方式、采樣頻率、報(bào)警參數(shù)、實(shí)時(shí)壓縮時(shí)間及工程單位等;通道參數(shù)反映被測(cè)工程量與實(shí)測(cè)電信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，由測(cè)量?jī)?nèi)容、轉(zhuǎn)換因子及滿度值等組成;窗口是指為了在實(shí)驗(yàn)中顯示及實(shí)驗(yàn)完成后分析數(shù)據(jù)而設(shè)置的曲線窗口，曲線分為實(shí)時(shí)曲線及X-Y函數(shù)曲線兩種。第一項(xiàng)、系統(tǒng)參數(shù)采樣頻率：50-200Hz，每個(gè)脈沖為0.144度時(shí)建議選擇200Hz。測(cè)試方式:扭轉(zhuǎn)測(cè)試。實(shí)時(shí)壓縮時(shí)間:300秒。若進(jìn)行反復(fù)扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)時(shí)需設(shè)置換向判斷通道及報(bào)警通道。通常情況下8CH固定用于轉(zhuǎn)角脈沖計(jì)數(shù)，7CH用于轉(zhuǎn)角方向判斷，反復(fù)扭轉(zhuǎn)時(shí)可選擇扭矩或轉(zhuǎn)角通道作為報(bào)警通道，并選擇相應(yīng)的報(bào)警值。需要注意的是：1、 傳感器的接線一定要與通道的參數(shù)設(shè)置相對(duì)應(yīng)，8CH固定用于轉(zhuǎn)角測(cè)試。2、 報(bào)警通道與報(bào)警的選擇與實(shí)驗(yàn)的類型有關(guān)，并需與試驗(yàn)機(jī)的控制方式相結(jié)合，在進(jìn)行反復(fù)扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)時(shí)，需啟動(dòng)試驗(yàn)機(jī)扭轉(zhuǎn)自動(dòng)控制功能。第二項(xiàng)、通道參數(shù)通常選擇3CH測(cè)扭矩，7CH進(jìn)行扭轉(zhuǎn)方向判斷，8CH固定選擇測(cè)轉(zhuǎn)角。需要選擇及輸入的參數(shù)有:測(cè)量?jī)?nèi)容、工程單位、修正系數(shù)，并選擇相應(yīng)的滿度值。需要注意的是:1、需將8CH（固定選擇測(cè)轉(zhuǎn)角）通道的測(cè)量?jī)?nèi)容設(shè)置為“脈沖計(jì)數(shù)”，且“脈沖計(jì)數(shù)”功能只有在系統(tǒng)參數(shù)中將測(cè)試方式設(shè)置為“扭轉(zhuǎn)測(cè)試”時(shí)方可選擇，且只有一個(gè)通道可選為“脈沖計(jì)數(shù)”。選為“脈沖計(jì)數(shù)”的通道需將其滿度值設(shè)為5000mV，由于a、c均為0，顯示值為5000*b，b為每個(gè)脈沖代表的轉(zhuǎn)角。如當(dāng)b=0.6時(shí)滿度值指示值為3000，b=0.144時(shí)滿度值指示值為720。2、7CH為方向判斷通道，測(cè)量?jī)?nèi)容選擇為“電壓測(cè)量”（或“數(shù)據(jù)采集內(nèi)”），b可選為1，滿度值為5000mV。第三項(xiàng)、窗口參數(shù)可以開設(shè)兩個(gè)數(shù)據(jù)窗口，左窗口為扭矩、轉(zhuǎn)角的實(shí)時(shí)曲線窗口，右窗口為扭矩、轉(zhuǎn)角的X-Y曲線窗口，并設(shè)定好窗口的其它參數(shù)如坐標(biāo)等。坐標(biāo)參數(shù)設(shè)置時(shí)，需對(duì)被測(cè)試件的極限扭矩及變形進(jìn)行預(yù)估，這樣可以得到較好的圖形比例。需要注意的是：1、 在扭轉(zhuǎn)測(cè)試時(shí)，數(shù)據(jù)的記錄方式是以脈沖為觸發(fā)的，即使在普通繪圖方式時(shí)，窗口的橫坐標(biāo)是轉(zhuǎn)角而不是時(shí)間，且轉(zhuǎn)角只有正值，即使在反向扭轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)角也是一直在增加的。2、 在進(jìn)行反復(fù)扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)時(shí)，在X-Y方式下，轉(zhuǎn)角有正負(fù)之分，正向扭轉(zhuǎn)為正，反向扭轉(zhuǎn)為負(fù)。對(duì)比當(dāng)前各參數(shù)與實(shí)際的測(cè)試內(nèi)容是否相符，若相符進(jìn)入“6.4.3數(shù)據(jù)預(yù)采集”，如不符，則應(yīng)選擇正確的參數(shù)或通過引入項(xiàng)目的方式引入所需要的測(cè)試環(huán)境。6.3.3數(shù)據(jù)預(yù)采集6.3.3.1采集設(shè)備滿度值對(duì)應(yīng)檢查檢查采集設(shè)備各通道顯示的滿度值是否與通道參數(shù)的設(shè)定值相一致，如不一致，需進(jìn)行初始化硬件操作，單擊菜單欄中的“控制”，選擇“初始化硬件”，就可以實(shí)現(xiàn)采集設(shè)備滿度值與通道參數(shù)設(shè)置滿度值相一致。6.3.3.2數(shù)據(jù)平衡、清零單擊菜單欄中的“控制”，選擇“平衡”，對(duì)各通道的初始值進(jìn)行硬件平衡，可使所采集到的數(shù)據(jù)接近于零，然后，單擊菜單欄中的“控制”，選擇“清除零點(diǎn)”，“清除零點(diǎn)”為軟件置零，可將平衡后的殘余零點(diǎn)清除。由于傳感器輸出的電壓在平衡時(shí)可能為一較高的電壓，對(duì)于平衡范圍較小的測(cè)試系統(tǒng)有時(shí)會(huì)超出采集系統(tǒng)的平衡范圍，此時(shí)若信號(hào)經(jīng)平衡后的數(shù)值過大，在“清除零點(diǎn)”時(shí)會(huì)有相應(yīng)提示，且儀器的相應(yīng)通道會(huì)有過載指示，說明通道的初始值過大，尤其是脈沖計(jì)數(shù)通道容易出現(xiàn)此情況，說明脈沖計(jì)數(shù)通道電壓處于高電平，此時(shí)應(yīng)啟動(dòng)扭轉(zhuǎn)啟動(dòng)，然后停止，重新“平衡”、“清零”，觀察“過載指示”是否清除，若未清除重復(fù)上述操作，直至“過載指示”清除為止。對(duì)于平衡前有過載指示，平衡后指示消失的情形，說明儀器本身記憶的初始平衡值過大，屬正常情況。6.3.3.3啟動(dòng)采樣單擊菜單欄中的“控制”，選擇“啟動(dòng)采樣”，選擇數(shù)據(jù)存儲(chǔ)目錄，便進(jìn)入相應(yīng)的采集環(huán)境，此時(shí)并沒有采到數(shù)據(jù)，這是因?yàn)閿?shù)據(jù)采集系統(tǒng)每檢測(cè)到一個(gè)方波就記錄一次數(shù)據(jù)，扭轉(zhuǎn)電機(jī)沒有起動(dòng)時(shí)，光電編碼器沒有轉(zhuǎn)角輸出，采集系統(tǒng)并不記錄數(shù)據(jù)。選擇“正向扭轉(zhuǎn)”，起動(dòng)電機(jī)正向扭轉(zhuǎn)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)顯示采集到的零點(diǎn)數(shù)據(jù)，X-Y圖中，轉(zhuǎn)角正向增加，用手扭動(dòng)扭轉(zhuǎn)上夾頭，采集到的扭矩就產(chǎn)生了相應(yīng)的變化，正向扭矩為正值，反之為負(fù)值。此時(shí)，選擇“反向扭轉(zhuǎn)”，起動(dòng)電機(jī)反向扭轉(zhuǎn)，X-Y圖中，轉(zhuǎn)角負(fù)向減少。證明采集系統(tǒng)和設(shè)備均能正常工作。單擊菜單欄中的“控制”，選擇“停止采樣”，停止采集數(shù)據(jù)，并分析所采集的數(shù)據(jù)，確認(rèn)所設(shè)置的各參數(shù)正確。這樣就完成了數(shù)據(jù)采集環(huán)境的設(shè)置。6.4裝夾試件在確信設(shè)備和采集環(huán)境運(yùn)行良好后，便可以進(jìn)行試件的裝夾，安裝時(shí)，將試件的一端安裝在上夾頭內(nèi)，下拉上夾頭，使試件的另一端接近下夾頭，通過控制電機(jī)正反向轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)整下夾頭位置，使試件可以方便的進(jìn)入下夾頭，向下輕推上夾頭，松手后，依靠摩擦力保證上夾頭不被拉回。反復(fù)扭轉(zhuǎn)時(shí)，需使用夾頭緊定螺釘。這樣便完成了試件的裝夾。6.5加載測(cè)試在試件裝夾完畢，并確定數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)能正常工作后，就可以進(jìn)行加載測(cè)試了。具體操作步驟如下：選擇“控制”-“平衡”-“清除零點(diǎn)”-“啟動(dòng)采樣”，選擇好存儲(chǔ)目錄后便開始采集數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)時(shí)可以通過顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)全貌窗口來觀測(cè)試件扭轉(zhuǎn)全過程，單擊“顯示數(shù)據(jù)全貌”圖標(biāo)，調(diào)入顯示數(shù)據(jù)全貌窗口，重排顯示窗口，選擇被測(cè)通道，調(diào)整窗口坐標(biāo)。然后選擇“正向扭轉(zhuǎn)”，開始數(shù)據(jù)采集，試件很快進(jìn)入屈服階段，并很快進(jìn)入強(qiáng)化階段。注意觀察標(biāo)距線的變化，橫向標(biāo)距線的距離不變，豎向標(biāo)距線變成螺旋線而且間距變短。由于標(biāo)距線的距離不斷伸長(zhǎng)，原來清晰的標(biāo)距線變得不太清晰。持續(xù)扭轉(zhuǎn)，試件斷裂后，將上夾頭拉起，停止采集數(shù)據(jù)，停止扭轉(zhuǎn)。取出斷裂試件，觀察端口形式及標(biāo)距線的變化。注意觀察實(shí)驗(yàn)各階段現(xiàn)象及標(biāo)記線的變化。需要在實(shí)驗(yàn)過程中調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速時(shí)，可以旋轉(zhuǎn)“扭轉(zhuǎn)調(diào)速”轉(zhuǎn)輪:順時(shí)針旋轉(zhuǎn)電機(jī)轉(zhuǎn)速加快，反之降低，直至停止。實(shí)驗(yàn)時(shí)可根據(jù)不同時(shí)驗(yàn)階段進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。反復(fù)扭轉(zhuǎn)時(shí)，需啟動(dòng)扭轉(zhuǎn)自動(dòng)控制功能，并根據(jù)需要在測(cè)試過程中調(diào)整報(bào)警參數(shù)。7、分析數(shù)據(jù)完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告7.1驗(yàn)證數(shù)據(jù)首先關(guān)閉“顯示數(shù)據(jù)全貌”窗口，在扭矩-轉(zhuǎn)角窗口顯示全部實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并驗(yàn)證數(shù)據(jù)的正確性。從低碳鋼扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)曲線中應(yīng)能清晰地看到低碳鋼扭轉(zhuǎn)時(shí)的屈服及強(qiáng)化階段，鑄鐵則無屈服階段。7.2讀取數(shù)據(jù)選擇雙光標(biāo)，放大左圖屈服階段，讀取屈服扭矩，極限扭矩及轉(zhuǎn)角6。TTsb7.3分析數(shù)據(jù)將得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入到相應(yīng)表格，屈服扭矩，極限扭矩，這樣就得到了抗扭屈服強(qiáng)度，抗扭強(qiáng)度，剪切屈服強(qiáng)度以及剪切強(qiáng)度。需要注意的是：在分析數(shù)據(jù)時(shí)需特別注意區(qū)別抗扭強(qiáng)度與剪切將度的區(qū)別，抗扭強(qiáng)度的定義是針對(duì)荷載類型定義的，有利于不同材料間的相互比較，但無法反映性材料真實(shí)的應(yīng)力狀態(tài)。剪切強(qiáng)度是按材料破壞時(shí)的應(yīng)力狀態(tài)定義的，能夠反映材料破壞時(shí)的真實(shí)應(yīng)力狀態(tài)，但不同材料破壞時(shí)的應(yīng)力狀態(tài)并不相同，計(jì)算時(shí)不同材料需根據(jù)材料的破壞特征確定計(jì)算公式。7.4完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告通過觀察試驗(yàn)現(xiàn)象、分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)就可以進(jìn)行試驗(yàn)報(bào)告的填寫了，依據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，將所測(cè)得各參數(shù)帶入相應(yīng)的計(jì)算公式即可得到相應(yīng)的力學(xué)指標(biāo)。但在各參數(shù)的測(cè)量過程中，應(yīng)明確各參數(shù)的準(zhǔn)確定義，并盡可能減小測(cè)量誤差。完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告的各項(xiàng)內(nèi)容。并總結(jié)試驗(yàn)過程中遇到的問題及解決方法。8、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1、 在緊急情況下，沒有明確的方案時(shí)，請(qǐng)按急停按鈕；2、 扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)的測(cè)試方式為“扭轉(zhuǎn)測(cè)試”；3、進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的第一步為初始化硬件，初始化完成后應(yīng)確認(rèn)采集設(shè)備的量程指示與通道參數(shù)的設(shè)定值一致;且平衡后各通道均無過載現(xiàn)象；4、 在進(jìn)行通道參數(shù)設(shè)置時(shí)，需對(duì)測(cè)量?jī)?nèi)容為“脈沖計(jì)數(shù)”的通道進(jìn)行復(fù)選確定。5、 在正式裝夾試件實(shí)驗(yàn)前，需先打開扭轉(zhuǎn)啟動(dòng)，手?jǐn)Q上夾頭確定采集系統(tǒng)正常工作后進(jìn)行試件裝夾；6、 試件裝夾時(shí)應(yīng)先裝上夾頭再裝下夾頭。,E?4電測(cè)法測(cè)定材料的彈性模量和泊松比指導(dǎo)書1、概述彈性模量（也稱楊氏模量）是表征材料力學(xué)性能中彈性段的重要指標(biāo)之一，它反映￡了材料抵抗彈性變形的能力。泊松比反映了材料在彈性范圍內(nèi)，由縱向變形引起的橫向，變形的大小。在對(duì)構(gòu)件進(jìn)行剛度穩(wěn)定和振動(dòng)計(jì)算、研究構(gòu)件的應(yīng)力和變形時(shí)，要經(jīng)常用到E和這兩個(gè)彈性常數(shù)。而彈性模量和泊松比只能通過實(shí)驗(yàn)來測(cè)定。E,,2、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 測(cè)定低碳鋼的彈性模量和泊松比；E,2、 驗(yàn)證胡克定律；3、 了解電阻應(yīng)變片的工作原理及貼片方式；4、 了解應(yīng)變測(cè)試的接線方式。3、實(shí)驗(yàn)原理彈性模量E和泊松比是反映材料彈性階段力學(xué)性能的兩個(gè)重要指標(biāo)，在彈性階段，,給一個(gè)確定截面形狀的試件施加軸向拉力，在截面上便產(chǎn)生了軸向拉應(yīng)力，試件軸向伸，長(zhǎng)，單位長(zhǎng)度的伸長(zhǎng)量稱之為應(yīng)變，同樣，當(dāng)施加軸向壓力時(shí)，試件軸向縮短。在彈性階，段，拉伸時(shí)的應(yīng)力與應(yīng)變的比值等于壓縮時(shí)的應(yīng)力與應(yīng)變的比值，且為一定值，稱之為彈性F/S0E,,,/,E模量，。,L/L在試件軸向拉伸伸長(zhǎng)的同時(shí)，其橫向會(huì)縮短，同樣，在試件受壓軸向縮短的同時(shí)，其橫向會(huì)伸長(zhǎng)，在彈性階段，確定材質(zhì)的試件拉伸時(shí)的橫向應(yīng)變與試件的縱向應(yīng)變的比值等于壓縮時(shí)橫向應(yīng)變與試件的縱向應(yīng)變的比值，且同樣為一定值，稱之為泊松比，，L/L,,0橫橫,，，。L/L,,0縱縱E,這樣，彈性模量和泊松比的測(cè)量就轉(zhuǎn)化為拉、壓力和縱、橫向應(yīng)變的測(cè)量，拉、壓力的測(cè)量原理同拉、壓實(shí)驗(yàn)，應(yīng)變的測(cè)量采用電阻應(yīng)變片電測(cè)法原理。電阻應(yīng)變片可形象地理解為按一定規(guī)律排列有一定長(zhǎng)度的電阻絲，實(shí)驗(yàn)前通過膠粘的方式將電阻應(yīng)變片粘貼在試件的表面，試件受力變形時(shí)，電阻應(yīng)變片中的電阻絲的長(zhǎng)度也隨之發(fā)生相應(yīng)的變化，應(yīng)變片的阻值也就發(fā)生了變化。實(shí)驗(yàn)中采用的應(yīng)變片是由兩個(gè)單向應(yīng)變片組成的十字形應(yīng)變花，所謂單向應(yīng)變片，就是應(yīng)變片的電阻值對(duì)沿某一個(gè)方向的變形最為敏感，稱此方向?yàn)閼?yīng)變片的縱向，而對(duì)垂直于該方向的變形阻值變化可忽略，稱此方向?yàn)閼?yīng)變片的橫向。利用應(yīng)變片的這個(gè)特性，在進(jìn)行應(yīng)變測(cè)試時(shí)，所測(cè)到只是試件沿應(yīng)變片縱向的應(yīng)變，其不包含試件垂直方向變形所引起的影響。對(duì)于單向電阻應(yīng)變片而言，在其工作范圍內(nèi)，其電阻的變化與試件的變形有如下的關(guān)系：,R,L,K,K,應(yīng)應(yīng)RL(1)K稱為電阻應(yīng)變片的靈敏度系數(shù)，不同材料的電阻應(yīng)變片靈敏度系數(shù)不同，常用應(yīng)一般在2.1左右，即使同一批應(yīng)變片的靈敏度系數(shù)也并非相同，應(yīng)變片的靈敏度系數(shù)K應(yīng)R,120.2,0.3,K,2.19,1%例如，在該實(shí)驗(yàn)中所粘貼的電阻應(yīng)變片的阻值，。通常應(yīng)變片應(yīng)變極限為?2%，但有些特制的應(yīng)變片其應(yīng)變極限可達(dá)到20%。，由于常用鋼材當(dāng)應(yīng)力達(dá)到彈性極限時(shí)，，0.2%，所以可以采用粘貼應(yīng)變片的方,式來測(cè)量試件的應(yīng)變，這樣對(duì)試件應(yīng)變的測(cè)量就轉(zhuǎn)化,R/R成了對(duì)應(yīng)變片的測(cè)量。常用的測(cè)量方式是采用惠斯登電橋進(jìn)行測(cè)量。其原理如圖4.1所示。電橋由四個(gè)橋臂電阻、、、組成，供橋RRRR3241電壓由A、C點(diǎn)輸入，輸出電壓為。假定電橋的初始UDB狀態(tài)為/二/，此時(shí)電橋輸出電壓二0，稱之RRRRU324DB1為平衡電橋。極限情況為二二二二。RRRRR3241現(xiàn)在假定，二二二，電阻應(yīng)變片粘貼RRRRR圖4.1惠斯登電橋原理圖32411在被測(cè)試件上，其余應(yīng)變片粘貼在非受力試件上，在不考慮非受力原因引起的應(yīng)變片電阻變,R化時(shí)，認(rèn)為其為恒定值。這樣應(yīng)變片由于試件變形產(chǎn)生的變化時(shí)，輸出電壓也RUDB1會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的變化，，由于電橋初始狀態(tài)為平衡電橋，即二0，故有：，UUDBDB11,EER,,,,,,,,UUUEREREDBDCBC22，,，22，,4，2,RRRRRRR12,/RR,E4，2,/RR(2),R由于，很小，所以，因此lim(4，2,R/R),4,K/,RR1應(yīng),U,E,E,KK,DB1應(yīng)儀44(3)通過計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，對(duì)橋路輸出的電壓進(jìn)行放大、離散采集及數(shù)據(jù)二次運(yùn)算，就可以得到被測(cè)試件的應(yīng)變,。,,KK,1應(yīng)儀K,1/K,,,調(diào)整,則，，1儀應(yīng)R同樣可以推導(dǎo)，電阻應(yīng)變片粘貼在被測(cè)試件上，其余應(yīng)變片粘貼在非受力試件上2時(shí)，有,,,,2當(dāng)四個(gè)電阻應(yīng)變片全部粘貼在被測(cè)試件上時(shí)，有,,,,,，,,,1234(4)在實(shí)際測(cè)試中，把粘貼在試件上變形的應(yīng)變片叫做工作片，把粘貼在非受力構(gòu)件上在實(shí)驗(yàn)中不變形的應(yīng)變片稱之為補(bǔ)償片，因?yàn)樵趯?shí)際的測(cè)試過程中，引起應(yīng)變片電阻變化的不僅僅是，溫度、濕度等的變化均能導(dǎo)致電阻應(yīng)變片電阻的變化。例如，對(duì)于截面均勻的導(dǎo)，體，當(dāng)導(dǎo)體的材料溫度一定時(shí)LRT,,,,1，，0S(5)式(5)中，為材料在0?時(shí)的電阻率，為材料的電阻溫度系數(shù)。,,0這些由非試件變形等原因?qū)е碌碾娮枳兓瑢?duì)于工作片和補(bǔ)償片產(chǎn)生的影響往往是相同的，由式(4)可以看出，由于工作片與補(bǔ)償片在不同的橋臂上，相同的變化量會(huì)相互抵消，所以在測(cè)試過程中通過將補(bǔ)償片粘貼在與工作片具有相同材質(zhì)的構(gòu)件上，且與工作片處于相同的工作環(huán)境中，這樣就可以使補(bǔ)償片感知與工作片相同的環(huán)境變化，產(chǎn)生大致相同的電阻變化，從而減小由于在測(cè)試過程中環(huán)境變化導(dǎo)致的測(cè)試誤差，其中最主要的是補(bǔ)償由于溫度變化引起電阻的變化，故通常稱補(bǔ)償片為溫度補(bǔ)償片。這樣通過給每一個(gè)工作片粘貼一個(gè)溫度補(bǔ)償片就可以減小由于環(huán)境變化引起電阻的變化而導(dǎo)致的測(cè)試誤差，但這意味著隨著工作片的增加，補(bǔ)償片也需要等量的增加，這樣就變得不方便和不經(jīng)濟(jì)，實(shí)際通常采用測(cè)量通道共用溫度補(bǔ)償片，通道分時(shí)切換測(cè)量的工作方式。但這種測(cè)量方式需有切換開關(guān)，采樣速率較低。在較高速的多點(diǎn)采樣時(shí)，多采用補(bǔ)償通道的補(bǔ)償方式，組橋時(shí)，工作應(yīng)變片與補(bǔ)償片分別與標(biāo)準(zhǔn)電阻組成獨(dú)立的半橋，補(bǔ)償通道等同于一獨(dú)立通道，數(shù)據(jù)采集時(shí)，測(cè)量通道的數(shù)據(jù)與補(bǔ)償通道的數(shù)據(jù)相減就可以起到補(bǔ)償?shù)淖饔?，這樣就可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)工作片共用一個(gè)補(bǔ)償片的補(bǔ)償方式，習(xí)慣上稱之為1/4橋。在實(shí)際測(cè)試中，溫度補(bǔ)償片可以補(bǔ)償由于環(huán)境變化引起的誤差，但有些誤差是溫度補(bǔ)償片無法消除的，例如在彈性模量實(shí)驗(yàn)軸向拉伸時(shí)，由于制作精度及裝夾等原因會(huì)產(chǎn)生附加彎矩，使得在試件兩側(cè)對(duì)稱粘貼的應(yīng)變片一側(cè)大于理論值而另一側(cè)小于理論值，且誤差兩絕對(duì)值基本相等，根據(jù)橋路誤差補(bǔ)償原理，此時(shí)采用單一通道半橋補(bǔ)償時(shí)不僅無法去掉該誤差，反而將被測(cè)量的理論值補(bǔ)償?shù)?。?duì)于此類理論值相同，而誤差方向相反的應(yīng)變的測(cè)量，橋臂為單片時(shí)，需采用全橋的補(bǔ)償方式，在半橋或1/4橋時(shí)需采用將兩應(yīng)變片串聯(lián)起來組成一個(gè)橋臂R的工作方式，原理圖如圖4.2所示，圖中，為縱前圖4.2應(yīng)變片串聯(lián)半橋補(bǔ)償原理圖R粘貼在測(cè)試試件前側(cè)的縱向應(yīng)變片，為粘貼補(bǔ)前在補(bǔ)償試件前側(cè)的縱向應(yīng)變片，其余以此類推，、為儀器內(nèi)部提供的標(biāo)準(zhǔn)電阻，一般RR34為120。這樣相對(duì)于只測(cè)單面應(yīng)變片的測(cè)量方式就可以消除拉伸時(shí)由于試件附加彎曲等原，因?qū)е碌脑嚰昂竺孀冃尾痪鶆驅(qū)е碌恼`差。應(yīng)變片在半橋補(bǔ)償方式時(shí)測(cè)得的電阻的變化比2,R/2R,,R/R值為，等于測(cè)得的單片應(yīng)變值，當(dāng)組成1/4橋時(shí)，由于補(bǔ)償電阻為儀器內(nèi)置電阻，電橋?yàn)榉瞧胶怆姌?，此時(shí)測(cè)得的應(yīng)變值需根據(jù)串聯(lián)后的阻值進(jìn)行相應(yīng)的修正，通常計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)均帶應(yīng)變片阻值修正功能，修正時(shí)只需輸入串聯(lián)后的阻值即可。實(shí)際上，影響應(yīng)變測(cè)量的不僅有應(yīng)變片的阻值，電阻應(yīng)變片的靈敏度系數(shù)、導(dǎo)線電阻等均可對(duì)測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生影響，在測(cè)試參數(shù)中輸入相應(yīng)的數(shù)值即可消除其帶來的誤差。用游標(biāo)卡尺測(cè)得試件的截面尺寸，從而得到試件的截面面積，通過拉壓力傳感器測(cè)得試件所受的荷載，用電阻應(yīng)變片電測(cè)法得到試件的應(yīng)變，將上述值代入到相應(yīng)的公式，即可得到該材料的彈性模量和泊松比。E,4、實(shí)驗(yàn)方案4.1實(shí)驗(yàn)設(shè)備、測(cè)量工具及試件：YDD-1型多功能材料力學(xué)試驗(yàn)機(jī)（圖1.8）、150mm游標(biāo)卡尺、彈性模量泊松比試件（圖4.3）。YDD-1型多功能材料力學(xué)試驗(yàn)機(jī)由試驗(yàn)機(jī)主機(jī)部分和數(shù)據(jù)采集分析兩部分組成，主機(jī)部分由加載機(jī)構(gòu)及相應(yīng)的傳感器組成，數(shù)據(jù)采集部分完成數(shù)據(jù)的采集、分析等。圖4.3彈性模量泊松比實(shí)驗(yàn)試件尺寸圖4.4安裝好的彈模試件試件采用矩形截面的鋼制試件。試件兩端有加載用的銷孔，通過銷軸及轉(zhuǎn)接件連接在試驗(yàn)機(jī)上下夾頭上，可以施加軸向拉、壓力。在兩個(gè)矩形面的中央，粘貼有45?電阻應(yīng)變花，用以測(cè)量試件的縱、橫向應(yīng)變及驗(yàn)證45?方向應(yīng)變與縱、橫向應(yīng)變的關(guān)系。另外在兩側(cè)面黏貼有電阻應(yīng)變片，可用于偏心拉、壓實(shí)驗(yàn)時(shí)驗(yàn)證各個(gè)位置的應(yīng)變關(guān)系。4.2裝夾、加載方案安裝好的試件如圖4.4所示。實(shí)驗(yàn)時(shí)，彈模試件的兩端通過銷軸連接件與試驗(yàn)機(jī)的上下夾頭相連接，可傳遞拉力或壓力。下夾頭下行時(shí)，試件受拉，下夾頭上升彈模試件安裝過程（左圖:將連接件安裝在夾頭上右圖:將彈模試件安裝在連接件上）需要注意的是:在單一拉伸加載時(shí)，為保證試件受力均勻，應(yīng)將上夾頭設(shè)置成同拉伸實(shí)驗(yàn)一樣的鉸接狀態(tài)，而在交變加載時(shí)需將上夾頭設(shè)置成同壓縮實(shí)驗(yàn)一樣的固接狀態(tài)，以免在拉壓轉(zhuǎn)換時(shí)，連接上夾頭的拉桿與試驗(yàn)機(jī)上橫梁肋板擠壓變形。實(shí)驗(yàn)時(shí)拉、壓加載的換向可通過控制油缸上、下行按鈕實(shí)現(xiàn)，也可以通過設(shè)置通道報(bào)警功能自動(dòng)換向。通過控制進(jìn)油手輪的旋轉(zhuǎn)來控制加載速度。4.3數(shù)據(jù)測(cè)試方案拉、壓力的大小測(cè)試同拉壓試驗(yàn)。應(yīng)變通過粘貼的電阻應(yīng)變片測(cè)量，應(yīng)變測(cè)量的相關(guān)原理及連線方式參見“應(yīng)變測(cè)試及等強(qiáng)度梁實(shí)驗(yàn)”。為減小變形不對(duì)稱的影響，實(shí)驗(yàn)中往往采用應(yīng)變片串聯(lián)的橋路方式。即將前后兩相同方向的應(yīng)變片串聯(lián)起來以消除附加彎矩產(chǎn)生的影響。4.4數(shù)據(jù)的分析處理數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)，實(shí)時(shí)記錄試件所受的力及應(yīng)變，并生成力、變形實(shí)時(shí)曲線及力、應(yīng)變X-Y曲線、縱向應(yīng)變-橫向應(yīng)變X-Y曲線，圖4.5為在YDD-1型多功能材料力學(xué)試驗(yàn)機(jī)上E,測(cè)45#鋼彈性模量和泊松比的實(shí)測(cè)曲線。中間窗口，荷載、應(yīng)變實(shí)時(shí)曲線，右窗口，荷載應(yīng)變關(guān)系曲線，縱坐標(biāo)-荷載，橫坐標(biāo)-縱向應(yīng)變、橫向應(yīng)變，左窗口，縱、橫向應(yīng)變的關(guān)系曲線，縱坐標(biāo)-橫向應(yīng)變，橫坐標(biāo)-縱向應(yīng)變。為和泊松比的實(shí)測(cè)曲線圖4.545#鋼彈性模量E,了驗(yàn)證所采集的數(shù)據(jù)為試件在彈性段的數(shù)據(jù)，采用按荷載分級(jí)處理數(shù)據(jù)的方式，以驗(yàn)證試件是否處于彈性變形階段。讀數(shù)時(shí)，采用單光標(biāo)，以荷載值為分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，選取適當(dāng)?shù)募?jí)差，依次讀取相應(yīng)的荷載及應(yīng)變。需要注意的是為了避免零點(diǎn)誤差，第一級(jí)荷載一般不從零點(diǎn)開始，一般將荷載級(jí)差作為零點(diǎn)荷載。E將測(cè)得的數(shù)據(jù)代入到相應(yīng)的公式，即可得到該材料的彈性模量和泊松比。，5、完成實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告在了解實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方案及實(shí)驗(yàn)設(shè)備操作后，就應(yīng)該完成實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告包括：明確相關(guān)概念、預(yù)估試件的最大載荷、明確操作步驟等，在完成預(yù)習(xí)報(bào)告時(shí)，有些條件實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書已給出（包括后續(xù)的實(shí)驗(yàn)操作步驟簡(jiǎn)介）、有些條件為已知條件、有些條件則需要查找相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或參考資料。通過預(yù)習(xí)報(bào)告的完成，將有利于正確理解及順利完成實(shí)驗(yàn)。有條件的同學(xué)可以利用多媒體教學(xué)課件，分析以往的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、觀看實(shí)驗(yàn)過程等。完成實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告，并獲得輔導(dǎo)教師的認(rèn)可，是進(jìn)行正式實(shí)驗(yàn)操作的先決條件。6、實(shí)驗(yàn)操作步驟簡(jiǎn)介6.1試件原始參數(shù)的測(cè)量實(shí)驗(yàn)采用圓柱體銑平試件，試件形狀及尺寸見圖4.3,用游標(biāo)卡尺在粘貼應(yīng)變片中部的兩側(cè)，多次測(cè)量試件的寬度B和厚度H，計(jì)算試件的截面面積S。并查相關(guān)資料，預(yù)估其彈性段極限承載力。6.2試件裝夾與拉伸試驗(yàn)試件的裝夾類似，首先確定試驗(yàn)機(jī)的狀態(tài)，單向拉伸時(shí)，上部轉(zhuǎn)接套處于鉸接狀態(tài)，拉壓交變加載時(shí)，上部轉(zhuǎn)接套處于固接狀態(tài)。下轉(zhuǎn)接套安裝在轉(zhuǎn)換桿上，“進(jìn)油手輪”關(guān)閉、“壓力調(diào)整手輪”打開。調(diào)整試驗(yàn)機(jī)下夾頭的位置，操作步驟:關(guān)閉“進(jìn)油手輪”，打開“調(diào)壓手輪”，選擇“油泵啟動(dòng)”，“油缸上行”，打開“進(jìn)油手輪”，下夾頭上行，此時(shí)嚴(yán)禁將手放在上、下夾頭的任何位置，至合適位置后，關(guān)閉“進(jìn)油手輪”。將上下夾頭開口的位置對(duì)齊，將試件沿上下夾頭的開口部位安裝到上下夾頭內(nèi)。調(diào)整下夾頭至拉伸位置使得試件加載凸臺(tái)（或螺母）與夾頭的間隙在2-3mm時(shí)，關(guān)閉“進(jìn)油手輪”，此時(shí)試件可以在夾頭內(nèi)靈活轉(zhuǎn)動(dòng)。關(guān)閉“調(diào)壓手輪”，試件裝夾完畢。6.3連接測(cè)試線路按要求聯(lián)接測(cè)試線路，一般第一通道測(cè)拉、壓力，連接到試驗(yàn)機(jī)的拉、壓力傳感器接圖4.61/4橋接線方式口上。其余通道選擇測(cè)應(yīng)變，應(yīng)變的測(cè)試采用雙片串聯(lián)的方式，首先用短路線將兩個(gè)縱向和兩個(gè)橫向應(yīng)變片分別串連起來，包括補(bǔ)償應(yīng)變片，然后，采用快速插頭連接的方式，將被測(cè)應(yīng)變片依次聯(lián)接到測(cè)試通道中，聯(lián)接時(shí)注意應(yīng)變片的位置與測(cè)試通道的對(duì)應(yīng)關(guān)系，補(bǔ)償方式可以采用共用補(bǔ)償片（1/4橋），也可以采用自帶補(bǔ)償片（半橋）的方式。采用不同的補(bǔ)償方式在選擇通道參數(shù)時(shí)需對(duì)應(yīng)不同橋路測(cè)量方式，1/4橋?yàn)榉绞?，半橋?yàn)榉绞?。1/4橋的接線方式如圖4.6所示。6.4設(shè)置數(shù)據(jù)采集環(huán)境6.4.1進(jìn)入測(cè)試環(huán)境首先檢測(cè)儀器。檢測(cè)到儀器后，系統(tǒng)將自動(dòng)給出上一次實(shí)驗(yàn)的測(cè)試環(huán)境?；蛲ㄟ^文件-引入項(xiàng)目，引入所需要的采集環(huán)境。6.4.2設(shè)置測(cè)試參數(shù)測(cè)試參數(shù)是聯(lián)系被測(cè)物理量與實(shí)測(cè)電信號(hào)的紐帶，設(shè)置正確合理的測(cè)試參數(shù)是得到正確數(shù)據(jù)的前提。測(cè)試參數(shù)由系統(tǒng)參數(shù)、通道參數(shù)及窗口參數(shù)三部分組成。其中，系統(tǒng)參數(shù)包括測(cè)試方式、采樣頻率、報(bào)警參數(shù)、實(shí)時(shí)壓縮時(shí)間及工程單位等；通道參數(shù)反映被測(cè)工程量與實(shí)測(cè)電信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，由測(cè)量?jī)?nèi)容、轉(zhuǎn)換因子及滿度值等組成;窗口是指為了在實(shí)驗(yàn)中顯示及實(shí)驗(yàn)完成后分析數(shù)據(jù)而設(shè)置的曲線窗口，曲線分為實(shí)時(shí)曲線及X-Y函數(shù)曲線兩種。第一項(xiàng)、系統(tǒng)參數(shù)采樣頻率：“20-100Hz”，“拉壓測(cè)試”，需要特別注意的是，測(cè)材料彈性模量和泊松比試驗(yàn)是一個(gè)非破壞性試驗(yàn)，需要通過設(shè)置報(bào)警通道來保護(hù)試件。試驗(yàn)時(shí)，當(dāng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)達(dá)到報(bào)警設(shè)定值時(shí)，油缸就會(huì)按照指定的要求反向運(yùn)行或停止運(yùn)行，報(bào)警通道一般設(shè)置為測(cè)力通道，報(bào)警值由試驗(yàn)預(yù)估最大荷載確定，例如，當(dāng)控

制最大縱向應(yīng)變?yōu)?00U8時(shí)，所加的拉、壓力應(yīng)小于100KN，此時(shí)，設(shè)置報(bào)警參數(shù)上限為100KN，下限-100KN時(shí)，就可以保證最大應(yīng)變不超過800ue，以保證試件的安全。第二項(xiàng)、通道參數(shù)1CH測(cè)量試件所受的拉、壓力，同拉、壓試驗(yàn)設(shè)置相同的修正系數(shù)。另外，選出兩個(gè)通道測(cè)量應(yīng)變，對(duì)于設(shè)置為應(yīng)力應(yīng)變的通道需將其修正系數(shù)設(shè)置為“1”。點(diǎn)擊“應(yīng)力應(yīng)變”進(jìn)入應(yīng)力應(yīng)變測(cè)試參數(shù)設(shè)置，由于采用共用補(bǔ)償片，需要輸入橋路類型-選擇“方式一”，當(dāng)選擇“方式一”時(shí)需要輸入的參數(shù)有:應(yīng)變計(jì)電阻、導(dǎo)線電阻、靈敏度系數(shù)、工程單位，并選擇相應(yīng)的滿度值。應(yīng)變通道的參數(shù)設(shè)置如圖4.7所示。?C1DJ3: IIi0Jkc10572L8!—CTO34 聲式L .2藝.W0 0 1葉『1O5TE!圖4.7應(yīng)變通道參數(shù)設(shè)置第三項(xiàng)、窗口參數(shù)可以開設(shè)三個(gè)數(shù)據(jù)窗口：中間窗口：荷載、應(yīng)變實(shí)時(shí)曲線；右窗口：縱坐標(biāo)-荷載，橫坐標(biāo)-縱向應(yīng)變和橫向應(yīng)變；左窗口：縱坐標(biāo)-橫向應(yīng)變，橫坐標(biāo)-縱向應(yīng)變。并設(shè)定好窗口的其它參數(shù)如坐標(biāo)等。6.4.3數(shù)據(jù)預(yù)采集6.4.3.1采集設(shè)備滿度值對(duì)應(yīng)檢查檢查采集設(shè)備各通道顯示的滿度值是否與通道參數(shù)的設(shè)定值相一致，如不一致，需進(jìn)行初始化硬件操作，單擊菜單欄中的“控制”，選擇“初始化硬件”，就可以實(shí)現(xiàn)采集設(shè)備滿度值與通道參數(shù)設(shè)置滿度值相一致。6.4.3.2數(shù)據(jù)平衡、清零單擊菜單欄中的“控制”，選擇“平衡”，對(duì)各通道的初始值進(jìn)行硬件平衡，可使所采集到的數(shù)據(jù)接近于零，然后，單擊菜單欄中的“控制”，選擇“清除零點(diǎn)”，“清除零點(diǎn)”為軟件置零，可將平衡后的殘余零點(diǎn)清除。6.4.3.3啟動(dòng)采樣單擊菜單欄中的“控制”，選擇“啟動(dòng)采樣”，選擇數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的目錄，便進(jìn)入相應(yīng)的采集環(huán)境，采集到相應(yīng)的零點(diǎn)數(shù)據(jù)，此時(shí)啟動(dòng)油泵，選擇“壓縮上行”或“拉伸下行”，打開“進(jìn)油手輪”，使下夾頭上行或下行，此時(shí)所采集到的數(shù)據(jù)便會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，將下夾頭調(diào)整到拉伸位置。此時(shí)從實(shí)時(shí)曲線窗口內(nèi)便可以讀到相應(yīng)的力和位移的零點(diǎn)數(shù)據(jù)，證明采集環(huán)境和設(shè)備均能正常工作。單擊菜單欄中的“控制”，選擇“停止采樣”，停止采集數(shù)據(jù)，并分析所采集的數(shù)據(jù)，確認(rèn)所設(shè)置的各參數(shù)是否正確。這樣就完成了數(shù)據(jù)采集環(huán)境的設(shè)置。6.5加載測(cè)試在確信采集環(huán)境和設(shè)備運(yùn)行良好以后，便可以開始正式的加載測(cè)試了。首先設(shè)置試驗(yàn)機(jī)所處的狀態(tài)，關(guān)閉“