常用材料弹性常数测量实验 .doc

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1、冷用材料禅惟冷救剧董实验精512005010482赵诣J202同组:杨栋付春双K实验目的（1）测定常川材料的弹性模最和泊松比（2）学会使用最小二乘法处理实验数据（3）进一步掌握电测法的原理和电阻应变仪的操作（4）认识单向拉伸时不同方向应变的关系（5）认识各向同性材料和各向异性材料的区别2、实验设备和试件电了力•能实验机CSS2210.YE2539高速应变仪、贴有应变片的铝合金试件、温度补偿片。3、实验原理（1）单向拉伸时大多数材料在初始弹性阶段应力应变关系服从胡克定律：（7=Es其屮b是应力，£是应变，E

2、是材料的弹性模量，代表材料抵抗弹性变形的能力，是材料力学计算及实际使用屮的重要参量。在木实验中，通过实验机测得的b-gdlj线斜率来确定材料（铝合金）的弹性模量：rti电了力能实验机测得载荷而得出应力b、由应变仪测得应变0。（2）材料轴向拉伸时必然引起横向收缩。在弹性范围内，设横向应变为£‘，轴向应变为£“=1£7£丨通常为一常数。定义这个比值为泊松比，是弹性材料的又一重要参数。（3）工程上常用的金属材料是备向同性材料，备个方向的弹性模量和泊松比是相同的。由纤维增强的复合材料不同方向上的拉伸性能通常不一样

3、，为正交备向异性材料。这种材料需要两个方向——平行和垂肓于纤维方向（分别称为纵向和横向）的弹性模量E,「1'表示纵向）、E2（'2'表示横向）和泊松比“21、“]2来描述。测定方法木实验是通过拉伸实验测定材料的弹性模量和泊松比。在被测材料的比例极限内，施加轴向拉伸载荷，定点测量和记录轴仙应变和横向应变。利用最小二乘法拟合曲线，求出曲线斜率，进而测定出材料的弹性模量和泊松比。我们组选用的是铝合金试样。布片方案是在试件屮部正反两血分别设置（T、4590°应变片，可测量6、匂5、三个方向的应变。铝合金试样的最

4、大许可应力是[100MPa,试样的横截面积约为A=150mm2,因此所加载荷不应超过F=[

5、验数据表(实验数据从应力4KN为有效数据)应变F度上表面下表面0°平均45°平均90°平均0°45°90°0°45°90°2100・1・110-0.50.544222-108930・2165.526-15.569146-2416870-43129.558・33.5814875-38241109-64194.592-5110204100-56308138-87256119■71.512266132-71376176-104321154-87.514329161-88442209・123385.5185-10

6、5.516392187■109503248・143447.5217.5■12618458216・127566276・159512246■143材料尺寸29.97mmX5・14mm计算E=2.035xlO8Pa=2O3.5MPaE厶S10N£29.97x5.14xl0_6m2x512xl0'3=0.286_占_143—15.5_7_512-65.5取上下表面对应的两丿?0°应变丿V的应变值的平均值，做出0°应变片的应力-应变曲线，图屮标明:则有：所测材料的弹性模量E=203.7MPa取上下表面对应的两片0°

7、和90°应变片的应变值的平均值,对其进行最小二乘法线性拟合，结果见下图，其屮y轴为90°应变片的应变值，x轴为0°应变片的应变值，拟合结果和F值已经在图屮标明：0度应变90度应变600一Q一一一一一一一OOOOOOOOO24680246----111111----则有所测材料的泊松比//=0.28660（2）对臂法测量拉力/KN应变-2KN时的应变215047863614212782061911026815312333318143963811645944418525510拟合育线应力——应变OOOOOOO

8、O4208642TXIX则有：所测材料的弹性模量E2=11.7GPao取上下表面对应的两片()。和90。应变片的应变值的平均值,对其进行最小二乘法线性拟合，结果见下图，其屮y轴为90。应变片的应变值，x轴为0°应变片的应变值，拟合结果和F值已经在图中标明：则有：所测材料的泊松比“2=0-0783o200400600应变*0.0001E=204.5MPa6、实验结果分析（1）木实验的误差来自很多方面，其屮比较主要的方面有：由于应