弹性模量和泊松比实验

弹性模量和泊松比实验第一页，共三十一页，2022年，8月28日一、弹性模量试验标准GB/T22315-2008金属材料弹性模量和泊松比试验方法2008-8-5颁布，2009-4-1实施第二页，共三十一页，2022年，8月28日第三页，共三十一页，2022年，8月28日二、实验要求试验机应按GB/T16825.1进行检验，其准确度应为1级或优于1级。第四页，共三十一页，2022年，8月28日

力的同轴度试验机夹持装置应能使试样承受轴向力，在初轴向力与终轴向力之间，在各个方向上在试样相对两侧测定的应变变化量与平均值之间的最大值（即最大弯曲应变）不超过平均值的3%。第五页，共三十一页，2022年，8月28日二、实验数据处理1图解法2拟合法第六页，共三十一页，2022年，8月28日最小二乘法图示第七页，共三十一页，2022年，8月28日最小二乘法公式第八页，共三十一页，2022年，8月28日拟合法试验时，在弹性范围内记录轴向力和其相应的轴向变形的一组数字数据对。数据对的数目一般不少于8对。用最小二乘法将数据对拟合轴向应力-轴向应变直线，拟合直线的斜率即为杨氏模量，按下式计算。第九页，共三十一页，2022年，8月28日如无其他要求，按下式计算拟合直线斜率变异系数，其值在2%以内，所得杨氏模量为有效。第十页，共三十一页，2022年，8月28日试验时，在弹性范围内，在同一轴力下记录横向应变和其轴向应变的一组数字数据对。数据对的数目一般不少于8对。用最小二乘法将数据对拟合横向应变－其轴向应变直线，拟合直线的斜率即为泊松比，按下式计算。第十一页，共三十一页，2022年，8月28日计算拟合直线斜率变异系数，其值在2%以内，所得泊松比为有效。推荐每个试样至少测试3次，并计算其平均值。第十二页，共三十一页，2022年，8月28日三、教学实例第十三页，共三十一页，2022年，8月28日

1．用电测方法测定低碳钢的弹性模量E及泊松比µ；2．应用电测原理进行应变测试；3．应用最小二乘法处理实验数据。

（一)

实验目的第十四页，共三十一页，2022年，8月28日(二)设备及仪器1．Instron3367电子拉伸试验机。2．静态电阻应变仪3．游标卡尺

第十五页，共三十一页，2022年，8月28日采用矩形截面试件，试件形状尺寸及贴片方位请看试样。为了保证拉伸时试验结果的准确性，同时在试件两面贴应变片，以消除弯曲带来的误差。

(三)试件第十六页，共三十一页，2022年，8月28日(四)

实验原理

1．测定材料弹性模量E一般采用比例极限内的拉伸试验方法，材料在比例极限内服从虎克定律，其荷载与变形关系为：

第十七页，共三十一页，2022年，8月28日为了验证力与变形的线性关系，采用增量法逐级加载，分别测量在相同载荷增量ΔP作用下试件所产生的应变增量Δε。最大应力值要在材料的比例极限内进行测试，故最大的应力值不能超过材料的比例极限。

加载级数一般不少于8级。

第十八页，共三十一页，2022年，8月28日2．材料在受拉伸或压缩时，不仅沿纵向发生纵向变形，在横向也会同时发生缩短或增大的横向变形。由材料力学知,在弹性变形范围内，横向应变εy和纵向应变εx成正比关系,这一比值称为材料的泊松比。实验时，如同时测出纵向应变和横向应变，则可由上式计算出泊松比μ

第十九页，共三十一页，2022年，8月28日(五)试验方法与步骤1．在试件中间截面沿纵向轴线及其垂直方向分别贴三个电阻应变片；在温度补偿块上贴一个电阻应变片。将试件夹于试验机的下夹头，用单臂半桥接线方法,把三个工作片及补偿片接至电阻应变仪。第二十页，共三十一页，2022年，8月28日测量试样尺寸用游标卡尺测量试件截面积尺寸，分别测量试样标距的两端和中间截面积尺寸，计算截面积面积，取三次的平均值作为初始横截面面积。第二十一页，共三十一页，2022年，8月28日预拉伸在测试前对试样进行预拉伸，减少夹具的影响。第二十二页，共三十一页，2022年，8月28日标准化弹性模量实验每加一次载荷，持荷30秒，读出并记下各测点的应变数值和载荷数值第二十三页，共三十一页，2022年，8月28日第二十四页，共三十一页，2022年，8月28日将测试结果代入有关公式进行计算，用最小二乘法求出E，μ。

第二十五页，共三十一页，2022年，8月28日弹性模量原始数据纵向应变1（με)纵向应变2（με)纵向应变平均值（με)应力（Mpa）282-1813220.463928423827.8449217833534.6759027043041.2368736352547.8878545762154.5687354370860.60相关系数0.99999变异系数0.00076第二十六页，共三十一页，2022年，8月28日第二十七页，共三十一页，2022年，8月28日泊松比原始数据纵向应变1（με)横向应变（με)282-93392-128492-160590-192687-223785-255873-283相关系数0.99999

变异系数0.00155

第二十八页，共三十一页，2022年，8月28日第二十九页，共三十一页，2022年，8月28日（7）实验数据点评

原数据修改后数据原数据修改后数据169.169.10.3050.305275.171.50.2900.324369.269.20.3050.305470.670.60.3220.322567.269.80.3