材料弹性常数E、μ的测定——电测法测定弹性模量E和泊松比μ.docx

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1、实验名称：材料弹性常数E、μ的测定班级：姓名：学号：同组者：一、实验目的1.测量金属材料的弹性模量E和泊松比μ；2.验证单向受力胡克定律；3.学习电测法的基本原理和电阻应变仪的基本操作。二、实验仪器和设备1.微机控制电子万能试验机；2.电阻应变仪；3.游标卡尺。三、试件中碳钢矩形截面试件，名义尺寸为b´t=(16´6)mm2；材料的屈服极限。四、实验原理和方法1、实验原理：材料在比例极限内服从虎克定律，在单向受力状态下，应力与应变成正比：（1）上式中的比例系数E称为材料的弹性模量。由以上关系，可以得到：（2）材

2、料在比例极限内，横向应变与纵向应变之比的绝对值为一常数：（3）上式中的常数m称为材料的横向变形系数或泊松比。本实验采用增量法，即逐级加载，分别测量在各相同载荷增量DP作用下，产生的应变增量Dei。于是式（2）和式（3）分别写为：6（4）（5）根据每级载荷得到的Ei和mi，求平均值：（6）（7）以上即为实验所得材料的弹性模量和泊松比。上式中n为加载级数。2、实验方法（1）、电测法电测法基本原理：电测法是以电阻应变片为传感器，通过测量应变片电阻的改变量来确定构件应变，并进一步利用胡克定律或广义胡克定律确定相应的应力

3、的实验方法。试验时，将应变片粘贴在构件表面需测应变的部位，并使应变片的纵向沿需测应变的方向。当构件该处沿应变片纵向发生正应变时，应变片也产生同样的变形。这时，敏感栅的电阻由初始值R变为R+ΔR。在一定范围内，敏感栅的电阻变化率ΔR/R与正应变ε成正比，即：上式中，比例常数k为应变片的灵敏系数。故只要测出敏感栅的电阻变化率，即可确定相应的应变。电阻应变仪测点桥的原理：电桥B、D端的输出电压为：当每一电阻分别改变时，B、D端的输出电压变为：略去高阶小量，上式可写为：在测试时，一般四个电阻的初始值相等，则上式变为：6

4、得到：电阻应变仪的基本测量电路如果将应变仪的读数按应变标定，则应变仪的读数为：（2）、加载方法——增量法与重复加载法增量法可以验证力与变形之间的线性关系，若各级载荷增量ΔP相同，相应的应变增量De也应大致相等，这就验证了虎克定律，如右图所示。ePP0P10PnDeDP增量法示意图五、实验步骤1.设计实验所需各类数据表格；2.测量试件尺寸；分别在试件标距两端及中间处测量厚度和宽度，将三处测得横截面面积的算术平均值作为试样原始横截面积。3.拟定加载方案；4.试验机准备、试件安装和仪器调整；5.确定组桥方式、接线和设

5、置应变仪参数；6.检查及试车：检查以上步骤完成情况，然后预加载荷至加载方案的最大值，再卸载至初载荷以下，以检查试验机及应变仪是否处于正常状态。7.进行试验：加初载荷，记下此时应变仪的读数或将读数清零。然后逐级加载，记录每级载荷下各应变片的应变值。同时注意应变变化是否符合线性规律。重复该过程至少两到三遍，如果数据稳定，重复性好即可。8.数据经检验合格后，卸载、关闭电源、拆线并整理所用设备。六、试验结果处理1.实验数据记录IF/KN通道号12345678910Ⅰ10000000000311574-32-229895

6、1501361722325219163-59-472021882972643414637314255-86-7430527844338850468969408351-113-102411368588511667916Ⅱ10000000000311277-31-2296981541401712335217167-56-462031903022653404637311258-86-753062774453865016879407353-113-102412367590508664915Ⅲ10000000000310

7、880-31-24102911501261692275206170-59-512051822982513344537304265-84-773082784503794996839397359-112-1064103685975036619101.取三次结果平均值F/kN变道应通12345678910100000000003111.6777-31.33-22.6798.6794.67151.33134170.67230.675214166.67-58-48203.3186.6299260338.33459.677

8、309.67259.33-85.33-75.33306.3277.6446384.33501.33686.339404354.33-112.67-103.33411367.6591.67507.33664913.67FKN1、2平均3、4平均5、6平均1000394.335-2796.675190.335-531957284.5-80.332929379.165-108389.335