钢材弹性模量e和泊松系数μ测定 7.1 实验目的 [1]测定钢材弹性模量e和泊松系数μ。 [2]了解e、μ的测定方法。 [3]掌握电阻应变仪的原理及使用方法。 7.2 实验内容和原理 材料在比例极限范围内,应力与应变呈线性关系,由拉、压虎克定律得知, 比例系数e称为材料的弹性模量。由 有 ,若能测出拉(压)应力
和应变,则即可由上式算出e值。 试样伸长必然会引起横向截面尺寸缩短。设纵向线应变为ε,横向线应变为ε′,则在 线弹性范围内,横向线应变与纵向线应变之比为泊松系数 ,用μ来表示,即 (7-1)
本实验通过电测试验方法,测量纵向应变ε和横向应变ε′。实验时将电阻应变片按纵、 横方向粘贴在被测试样上,如图7-1所示。
工作应变片r1、r3、r1’、r3’贴在试样上。r1、r3在板试样两面部位沿试样轴 线方向粘贴,r1’、r3’沿着试样横向粘贴。温度补偿片r2、r4、r2’、r4’贴在另一 块金属板上。补偿片不参与变形,被测金属材料与贴补偿片金属材料材质相同,并处于同 一温度场合。工作片和补偿片电阻值要求一致。为了消除试样初曲率和加载可能存在的偏心引起的弯曲影响,并提高输出,工作片和补偿片采用全桥对臂接线法,如图7-2所示。测 量过程中,实际应变值为仪器输出的读数应变 的一半,即 (7-2)
在分别测量轴向应变和横向应变实验时,均采用等量逐级加载法,分别测量在相同载荷 增量δp作用下,轴向应变增量δε和横向应变增量δε′。因材料处于线弹性阶段,在δp 作用下各级应变增量应相同。 7.3 试验设备、工具 [1]多功能实验装置。 [2]游标卡尺。 [3]yj-25静态电阻应变仪。 7.4 实验方法、步骤 [1]测量试样尺寸 ,在試件工作段的上、中、下三个部位测量,取它们的平均值计算试样 的横截面积a0。 [2]将纵向应变片r1、r3与补偿片r2、r4接成全桥。 [3]将横向片r1’、r3’与补偿片r2’、r4’接成全桥。 [4]对被测构件予加载荷,调整应变仪使电桥平衡。 [5]采用等量分级加载,记录每次加载时的纵向、横向应变值。共加三次。 [6]实验数据测量后,将载荷卸掉,拆下导线,整理工作台面。 7.5 实验数据处理 [1]弹性模量e的计算: (7-3)
(7-4)
[2]泊松系数的计算: (7-5)