楊氏模量和泊松比的測(cè)量

1、00EAAP?????彈性模量彈性模量E和泊松比和泊松比的測(cè)定的測(cè)定拉伸試驗(yàn)中得到的屈服極限бb和強(qiáng)度極限бS，反映了材料對(duì)力的作用的承受能力，而延伸率δ或截面收縮率ψ，反映了材料縮性變行的能力，為了表示材料在彈性范圍內(nèi)抵抗變行的難易程度，在實(shí)際工程結(jié)構(gòu)中，材料彈性模量E的意義通常是以零件的剛度體現(xiàn)出來的，這是因?yàn)橐坏┝慵磻?yīng)力設(shè)計(jì)定型，在彈性變形范圍內(nèi)的服役過程中，是以其所受負(fù)荷而產(chǎn)生的變性量來判斷其剛度的。一般按引起單為應(yīng)變的負(fù)荷為

2、該零件的剛度，例如，在拉壓構(gòu)件中其剛度為：式中A0為零件的橫截面積。由上式可見，要想提高零件的剛度EA0亦即要減少零件的彈性變形，可選用高彈性模量的材料和適當(dāng)加大承載的橫截面積，剛度的重要性在于它決定了零件服役時(shí)穩(wěn)定性，對(duì)細(xì)長(zhǎng)桿件和薄壁構(gòu)件尤為重要。因此，構(gòu)件的理論分析和設(shè)計(jì)計(jì)算來說，彈性模量E是經(jīng)常要用到的一個(gè)重要力學(xué)性能指標(biāo)。在彈性范圍內(nèi)大多數(shù)材料服從虎克定律，即變形與受力成正比。縱向應(yīng)力與縱向應(yīng)變的比例常數(shù)就是材料的彈性模量E，也

3、叫楊氏模量。橫向應(yīng)變與縱向應(yīng)變之比值稱為泊松比，也叫橫向變性系數(shù)，它是反映材料橫向變形的彈性常數(shù)。因此金屬才料拉伸時(shí)彈性模量E地測(cè)定是材料力學(xué)最主要最基本的一個(gè)實(shí)驗(yàn)，下面用電測(cè)法測(cè)定低碳鋼彈性模量E和泊松比。(一）(一）試驗(yàn)?zāi)康?1用電測(cè)方法測(cè)定低碳鋼的彈性模量E及泊松比；22驗(yàn)證虎克定律；33掌握電測(cè)方法的組橋原理與應(yīng)用。(二）(二）試驗(yàn)原理1測(cè)定材料彈性模量E一般采用比例極限內(nèi)的拉伸試驗(yàn)，材料在比例極限內(nèi)服從虎克定律，其荷載與變形關(guān)

4、系為：00EAPLL???（1）若已知載荷ΔP及試件尺寸，只要測(cè)得試件伸長(zhǎng)ΔL即可得出彈性模量E。（2）由于本試驗(yàn)采用電測(cè)法測(cè)量，其反映變形測(cè)試的數(shù)據(jù)為應(yīng)變?cè)隽?，即?）所以（2）成為:（4）式中：ΔP——載荷增量，kN；00)(ALPLE????0)(LL??????????10APE22靜態(tài)電阻應(yīng)變儀。33游標(biāo)卡尺(五）(五）試驗(yàn)方法與步驟11用游標(biāo)卡尺測(cè)量試件中間的截面積尺寸。22在試件中間截面沿縱向軸線及其垂直方向分別貼三個(gè)電阻

5、應(yīng)變片；在溫度補(bǔ)償上貼一個(gè)電阻應(yīng)變片。33選擇電子拉力試驗(yàn)機(jī)或萬能試驗(yàn)機(jī)測(cè)力限度，調(diào)準(zhǔn)零位。44將試件夾于試驗(yàn)機(jī)的上夾頭，用半橋接橋方法把三個(gè)工作片及補(bǔ)償片接至電阻應(yīng)變儀。圖2應(yīng)變片串聯(lián)接橋圖。工作A補(bǔ)償R2U圖2應(yīng)變片串聯(lián)接橋55使試件下夾頭夾緊后，開始加載。每加一次載荷，讀出并記下各測(cè)點(diǎn)的應(yīng)變值。66將測(cè)試結(jié)果代入有關(guān)公式進(jìn)行計(jì)算，求出E，μ。(六）(六）思考題11怎樣驗(yàn)證虎克定律？22如何制定本試驗(yàn)的加載方案？如果本試驗(yàn)所用的低碳