金属材料拉伸弹性模量

《金属材料拉伸弹性模量》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、-1-实验五金属材料拉伸弹性模量E的测量为了表示材料在弹性范围内抵抗变形的难易程度，可用材料的弹性模量E来量度，称之为材料的刚性。从材料的应力一应变关系曲线来看，它就是起始直线部分的斜率。一、实验目的1、解电测法的基本原理；2、用电阻应变仪测量材料弹性模量E和泊松比μ；3、在比例极限内验证胡克定律σ=Eε。二、实验仪器和设备1、无级机械加载装置一套；2、YJ-4501A静态数字电阻应变仪一台；3、试件（表面沿轴向和横向各贴有一电阻应变片）及温度补偿块；4、游标卡尺。三、实验原理和方法测定材料E、μ一般采用小于比例极限的拉伸实验。材

2、料在比例极限内服从胡克定律，其关系为：PLσE==(5.1)AΔLε此处L是标距长度，A是试件的截面积，P为载荷，ΔL为试件的变形量。电测量法就是将电阻应变片牢固地粘贴在被测量构件上，当构件变形时，应变片的阻值将随之发生相应的改变。通过电阻应变测量装置（即电阻应变仪），将这电阻的改变测量出来，并换算成应变值示指出来。本次实验试件采'用矩形截面，在试件中央前后两面沿轴线方向贴两片应变片，R1，R以测量1ΔL''轴向应变ε，（ε=）沿横向贴两片应变片R2，R2以测量横向应变ε（见L图5.1(a)）。为了消除试件初弯曲和加载可能存在偏心

3、引起的弯曲影响，采取全桥接线法，（见图5.1b）把温度补偿片R贴在与试件材料相同的补偿块上。为了尽可能减少测量误差，采取增量法逐级加载，分别测量在各相同载荷增量ΔP作用下产生的应变增量Δε，并计算Δε的平均值。设试件初始横-2-ΔL截面面积为A，又ε=，则式5.1可写成LΔPΔσE==ΔεAΔε均均图5.1应变片布置图这就是用增量法测E的计算公式（Δε均为试件实际轴向应变增量的平均均值）。1、所谓等量加载法，即在初载荷P至末载荷P之间分n级加载。本实0n验n取4，一般情况下，初载荷可以取：P=.015Aσ最大载荷0sP=8.0Aσ

4、。maxS增量法可以验证力与变形间的线形关系。若各级载荷增量ΔP相等，相应地由应变仪读出应变增量Δε也应大致相等，这就验证了胡克定律。利用增量法进行实验，还可以判断试验是否有错误。若各次测出的应变不按一定规律变化，就说明实验有问题，应进行检查。2、测泊松比μ在上述每级载荷下除测出轴向应变ε外，还要测出横向应变ε′值，Δε′均按定义Δε′均μ=Δε均-3-四、实验步骤1、在试件标距范围内，测量试件三个横截面尺寸，取三处横截面积的平均值作为试件的横截面面积A。2、将试件上电阻应变片的引出线按全桥接线法接好连线。3、打开试验装置电源开关

5、，加初荷载50N。4、校对电阻应变仪上的灵敏度系数，将应变仪上连接好的全桥测量通道置0。5、缓慢逐级加载，ΔP=100N，共加载4次，P=450N，每增加一max级载荷，记录一次纵、横应变片相应的读数应变，并将数据填入试验报告记录表中。6、实验完毕后，一定要将载荷卸掉。7、根据记录绘制出σ−ε图，验证虎克定律，计算弹性模量E。五、注意事项1、测量横截面积尺寸时，不要让试件受载荷作用。2、实验中要随是估算同一组应变片两次读数的差值，以判断试验是否正常。六、思考题1、怎样验证胡克定律、？2、为什么要进行温度补偿？3、为什么要采用等增量

6、加载法进行加载？-4-七、实验报告表5-1金属材料弹性模量E的测量班组姓名日期地点成绩实验目的及计算公式：E=μ=实验设备设备名称最大量程使用量程精度试件尺寸2平均截面积A（mm）123载荷（N）载荷增量读数ε(με)增量Δε读数ε′增量Δε′dd（N）P0P1P2P3P4载荷增量平均值ΔP=Δε=Δε′=均均弹性模量E=泊松比μ=σ−ε图-5-八、YJ-4501A静态数字电阻应变仪简介1、基本原理YJ-4501A静态数字电阻应变仪的基本原理如方框图5.2所示：应变测量时，欲测试件或构件表面某点的相对变化量ΔL/L即应变ε，将阻值

7、为R的电阻应变片粘贴在试件或构件被测处，当试件或构件受外力作用产生变形时，应变片将随之产生相应的变形，根据金属丝的应变—电阻效应，测模量拟电测放A/D键盘桥量大电通电路单显示道路转片换切计换看门狗电路测算量网功率驱动电机络全桥/半桥选择电桥继电路RS232图5.2应变片阻值发生变化，在一定范围内，应变片电阻的相对变化量ΔR/R与试件或构件的相对变化量成线性关系，即ΔRΔL=K=KεRL式中K称为应变片的灵敏系数。由于应变很小，很难直接测得，但由上式可知，只要测得ΔR，就可求得应变ε。为此，我们通常将电阻应变片（或电阻应变片和精密电

8、阻）组成如图5.3所示的测量电桥。图5.3测量电桥-6-图中U0为供桥电压，U1为电桥输出电压，R−R4为电阻应变片（或电阻应片和精密电阻），根据电桥原理可得RR−RR1423U=U（2）10()()R+RR+R1234在电桥中R=R=R=R=R，