弹性模量E及泊松比μ的测定

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1、材料力学实验报告实验名称弹性模量E及泊松比μ的测定班号机电10卓越班实验日期2012年4月6日小组成员10010323赵帅、10010326谭振文一、实验目的1.在比例极限内，测定钢材的弹性模量E和泊松比μ，并验证胡克定律。2.了解电测法的基本原理和方法，初步熟悉静态电阻应变仪的使用方法。二、实验设备1.材料力学多功能实验台。2.XL2218C力/应变综合参数测试仪。三、实验原理金属杆件在承受拉伸时，应力应变关系遵循胡克定律?=?∙?在比例极限内，试样的横向线应变与纵向线应变之间存在这一定的关系?=−??横纵在载荷为F时测得各片的应变值有??=?0∙?????=

2、−??四、实验步骤1.开机：开启XL2118C静态应变仪的电源，预热5分钟。2.检查试样：1)试样安装正确并空载；2)识别试样表面应变片的数量、位置、方向和对应连接导线的颜色、编号；3)记录试样截面尺寸和应变片灵敏系数K。3.连接导线：静态应变仪共有CH1~CH16应变测量通道，最多可接16个应变片桥路。本实验的应变测量采用1/4桥接线，即各电阻应变片的导线分别连接到这些通道的A、B接线端子上，B和B1端子短接，公用补偿片导线接在补偿通道的A、B端子上。4.设定静态应变仪系数：静态应变仪使用1/4桥路测试时，所用电阻应变片必须是同一出厂批次，具有相同的电阻和灵敏

3、系数K。静态应变仪系数按应变片的灵敏系数设定。5.确定加载量：参照“实验概述”及试样尺寸、屈服强度ReL，确定最大载荷Fmax及分级加载量。6.平衡清零：在试样松动未加载状态下进行，按【自动平衡】按钮，16个应变片测试通道即可桥路平衡，已连接应变片的通道窗口显示为0。如连续平衡3次仍不为0，则检查该通道接线故障。再按【清零】按钮，对载荷显示框清零。7.试样预加载：转动手轮对试样拉伸加载，一直加到本实验的最大载荷Fmax，再卸到初载荷F0。重复两次，保持初载荷状态，等待实验。8.测试：从初载荷状态开始，分级等量加载，知道拉伸至最大载荷Fmax，记录每级加载的力值和

4、对应各电阻应变值。实验重复做两遍。9.结束测试：测试完成后，转动手轮将试样的载荷卸到0。关闭应变仪电源开关。五、实验记录与结果1.试样原始尺寸：试样宽度a/mm试样厚度b/mm灵敏度系数K304.82.072.加载量的确定：为了确保试样的形变在弹性范围内，加载量不宜太大，本次实验中选择8000N。3.实验贴片情况图：纵1、横1纵3纵4纵2、横24.实验数据与结论：实验数据见附件。由实验原始数据计算得知：∆?̅=69.95833×10−6，∆?̅̅̅=−19.5×10−6，∆?=2000?，?=144??2??0则有：∆??==198GPa?0∙∆?̅?∆?̅̅?

5、̅?=−=0.2787∆?̅?5.胡克定律的验证：σ—ε曲线见附件。∵去除σ的初载荷影响后，绘制得到的曲线是一条过原点的斜支线，添加线性趋势线可得趋势线方程y=0.1958x，∴应力与应变的比值是一个定值E’=195.8GPa，满足胡克定律。（且与实验测定E=198GPa相吻合）六、思考题1.弹性模量的力学意义？当已知F—ε测量曲线时，如何用其他方法表示？弹性模量指：材料在弹性变形阶段内，正应力和对应的正应变的比值。已知F—ε测量曲线时，曲线的斜率即为ES0。2.若加载时控制不好，ΔF不相等，如何计算E、μ？绘制F—ε曲线，曲线斜率除以S0即为E值。绘制εy—ε

6、x曲线，曲线斜率即为μ。3.实验中为什么需要加初载荷？确保试样内的应力分部均匀。4.实验中要求初载荷时为应变零点，该做法会影响E、μ数据的准确性么？如何得到真实的应力应变曲线？不会影响E、μ数据的准确性。将初载荷设为应变零点，只会改变曲线的纵轴截距，并不影响曲线的斜率。实验中E的值是斜率除以S0、μ为斜率，所以不受影响。5.你是如何根据该实验，验证胡克定律的？胡克定律：材料在弹性变形范围内，力与变形成正比的规律。即如果应力与应变的比值是一个定值，则胡克定律成立。