材料弹性常数E、μ与材料切变模量G的测定

E1、预习电测法的基本原理2、设计本实验的组桥方案3、拟定本实验的加载方案4、设计本实验所需数据记录表格测量金属材料的弹性模量E和泊松比μ验证单向受力虎克定律学习电测法的基本原理和电阻应变仪的基本操作图二图二实验装置tb图一试件示意微机控制电子万能试验机电阻应变仪游标卡尺b´t=(30´7.5)mm2。材料的屈服极限ss360MPa1、实验原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s=e上式中的比例系数E称为材料的弹性模量。

sE=es

e

e e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，D==EA

¢¢根据每级载荷得到的Ei和m，求平均值ååEE= nåm=n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

增量法可以验证力与变形之间的线性关系如图三所示若各级载荷增量P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律变化，则说明实验过程存在问题，应进行检查。e采用增量法拟定加载方案时，通常要考虑以下情况e初载荷可按所用测力计满量程的10%或稍大于此 准来选定；(本次实验试验机采用50KN的量程最大载荷的选取应保证试件最大应力值不能大于例极限，但也不能小于它的一半，一般取屈服载荷 至少有4-6级加载，每级加载后要使应变读数有明

图三增量法示意设计实验所需各类数据表格测量试件尺寸术平均值作为试样原始横截面积。拟定加载方案试验机准备、试件安装和仪器调整确定组桥方式、接线和设置应变仪参数检查及试车检查试验机及应变仪是否处于正常状态。进行试验数据经检验合格后，卸载、关闭电源、拆线并整理所用设备在坐标纸上，在s—e坐标系下描出实验点，然后拟合成直线，以验证虎克定律；)电测法测弹性模量E，试提出最佳布片方案在绘制s—e图时，如何确定坐标原点本实验如果不采用增量法，应如何拟定加载方案 GG1、复习电测法2、预习扭角仪和百分表的使用方法3、设计本实验的组桥方案4、拟定本实验的加载方案（参照实验二中增量法部分的介绍5、设计本实验所需数据记录表格一验目两种方法测定金属材料的切变模量验证圆轴扭转时的虎克定律二验仪器和设微机控制电子万能试验扭角电阻应变百分游标卡三中碳钢圆轴试件，名义尺寸d=40mm,材料屈服极限ss360MPa。四验原理和方电测法测切变模量材料在剪切比例极限内，切应力与切应变成正比t=g上式中的G为材料的切变模量。

图一实验装置tG=

圆轴在剪切比例极限内扭转时，圆轴表面上任意一点处的切应力表达式为由式(1)~(3)得到

WWP

TG

BCtgBCtgADEg=-2e

=

由式（2）~（5）得到

图二微体变形示意G

=

根据上式，实验时，我们在试件表面沿45o变片（一般贴二向应变花，如图三所示，即可测出材料的切变模量G。TD变为：

图三应变花示意G

=

根据本实验装置，DT=P×

G ×

= ×

扭角仪测切变模量G等截面圆轴在剪切比例极限内扭转时若相距为L两横截面之间扭矩为常pp由上式可得

G 本实验采用增量法测量在各相同载荷增量DT作用下产生的转角增量Df。G=T×

jb根据本实验装置，按图四所示原理，可以得到 jbbδ——百分表杆移动的距

×××

图四实测j的示意五、实验步设计实验所需各类数据表格测量试件尺拟定加载方案试验机准备、试件安装和仪器调整测量实验装置的各种所需尺寸确定组桥方式、接线、设置应变仪参数安装扭角仪和百分表检查及试车检查以上步骤完成情况，然后预加一定载荷（一般取试验机量程的15%左，进行试验六、试验结果处1．从几组实验数据中选取线性最好的一组进行处理；在坐标纸上，分别在eT—e

-

）坐标系和T—j坐标系下描出实验点，并拟合成直线，以验证轴扭转时的虎克定律用作图法计算两种实验方法所得切变模量用逐差法计算两种实验方法所得切变模量七、思考电测法测切变模量G，试提出最佳布片方案在安装扭角仪和百分表时，应注意什么问题 1、复习电测法的组桥方法2、复习纯弯梁理论3、设计本实验的组桥方案4、拟定本实验的加载方案5、设计本实验所需数据记录表格实验目实验目的比较，以验证纯弯理论。用电测法测定纯弯梁载荷作用面附近处横截面上的正应力分布规律，与理论计算结果进行比较，并对实验结果进行分析（选作。学习电测法的多点测量二二、实验设备微机控制电子万能试验机电阻应变仪三三、实验试件本实验所用试件为中碳钢矩形截面梁，其横截面设计尺寸为=(50×30)mm2，a=50mm(见图),材料的屈服极限ss360MPa,弹性模E=210GPa，泊松比m=0.28BABAaa图一实验装置bh处于纯弯曲状态的梁，在比例极限内，根据平面假设和单向受力假设，其横截面上的正应变为线性分布，距中性层为y处的纵向正应变和横向正应变为：M¢()距中性层为y处的纵向正应力为

×·M·m×

IE×()Iz

本实验采用重复加载法，多次测量在一级载荷增量DM作用下，产生的应变增M×在本实验中

¢()M×IMIZ×

最后，取多次测量的平均值作为实验结果N NNNN

NNN本实验采用电测法，在梁纯弯曲段某一横截面AA的不同高度（面、中性层及距中性层±10mm、±20mm）处粘贴纵向电阻应变片（见图一，并在梁的上下表面处粘贴横向应变片。五、实验步设计实验所需各类数据表格拟定加载方案(参考试验机准备、试件安装和仪器调整确定组桥方式、接线、设置应变仪参数检查及试车变仪是否处于正常状态。进行试验数据通过后，卸载、关闭电源、拆线并整理所用设备六、试验结果处y—Ds坐标系下描出实验点，然后拟合成直线，与理论结果进行比较，并计算同一y坐标所对应的De理论和De实验之间的误差计算上下表面的横向应变增量De¢与纵向应变增量De之比，并于理论结果行比较七.思考题设计本实验的夹具应考虑