低碳钢弹性模量测定和什么有关

Question

如题所述

Answer 1

拉伸时低碳钢弹性模量E的测定 一﹑试验目的
1. 验证虎克定律，测定低碳钢的弹性模量E。
2. 学习引伸仪的构造原理和使用方法，以及加载方案的拟订原则。
二﹑实验设备和仪器
1.万能材料实验机或机械式拉力机
2.引伸仪、游标卡尺
三、实验原理
1.从拉伸实验表明：金属材料的拉伸图在弹性阶段是一条直线，它表明施加于试件上的力P与试件的变形⊿l成线性关系，即低碳钢服从虎克定律，其关系式⊿l=  （3－1）由此可得 E=  （3－2）
只要通过实验得出力与变形之间或者应力、应变之间的线形关系，也就验证了虎克定律的正确性。
2.对原始横截面积为A0的低碳钢试件施加轴向力P，用引伸仪测出标距l0 范围内的伸长量⊿l ，即可由公式（3－2）计算出低碳钢的拉伸弹性模量E。为了提高测量精度，减小测量中可能出现的误差，实验一般采用逐级加载法（增量法）对试件施加载荷，亦及把出载荷P0到终载荷Pn的加载范围分成n个等级，每级为⊿P。在相等的⊿P作用下引伸仪测出的变形增量即为δ（⊿l），于是弹性模量E 就可由下式推算出来：E=  (3－3)
在实验过程中，由于施加载荷增量⊿P都相等，所以测出的标距内的各级伸长增量δ（⊿l）也相等，这就验证了虎克定律的正确性。
四、实验方法和步骤
1.试件准备
试件采用符合国家标准（GB228—89）的圆形截面试件。
在试件上标距范围内，测量上、中、下三处直径，取其平均值计算试件横截面面积A0。
2.实验机准备
首先拟订加载方案。
(1)确定最终载荷，选择合适的测力度盘。由于在弹性范围内进行实验，所以最终应力值不超出比例极限。对于低碳钢，一般取屈服极限  的70﹪～80﹪为最终应力值，则最终载荷Pn=0.8  。
(2)选择初载荷。在测量时为减少误差，采用初载荷P0 。初加载荷P0按测量度盘的10﹪或稍大些选定。
(3)确定每级载荷增量⊿P、加载级数n 。加载级数至少分5级，并且要求每级加载引伸仪都应有较明显的变化，第一级载荷作为初载荷，每级载荷要取测力度盘读数的整数值。
根据最终载荷选择适当的度盘并挂上相应的摆锤。开动机器升起活动台，削去自重影响，调整测力指针对准零点。
3.试件安装
先将安装在实验机的上下夹头内，然后再将引伸仪妥善地安装在试件上，将引伸仪的顶尖螺丝加紧试件时松紧要适当。
4.检查及试机
试件及仪器安装好后经辅导教师检查后，开动实验机，进行预拉，载荷加至最终载荷Pn ，然后卸载至P0以下。检查实验机以及仪器是否正常，如正常，方可开机进行正式实验。
5.进行实验
加载至初载荷P0 ，记录下引伸仪的初读数（或者将引伸仪的指针调在零点）。然后缓慢地按增量⊿P逐级加载，即按P1=P0+⊿P，P2=P1+⊿P，……逐级加载。每增加一级载荷记录下相应的引伸仪读数，并随时读出前后两次读数差值。各次读数差值越接近，说明实验越精确。如若某一次读数差与其它各次读数差相比较大或较小时，表明实验不正常。应检查原因后方可再继续加载至最终。
以上实验应重复三次，同学轮流进行操作。
6.结束实验引伸仪很小心地取下来以免损坏顶尖。
五、实验结果处理
将所测的数据经整理以表格或图示的方法表达出来并加以计算和文字的说明。写出实验报告。
六、实验中注意事项
1.认真阅读实验机的操作规则、引伸仪原理、使用方法以及应该注意的事项等内容。
2.在施加载荷时要特别注意控制不准超过最终载荷，以防试件的应力超过比例极限。
3.若实验需要重做时，可将载荷卸至P0以下然后按步骤进行。
4.在卸载时不能过快或过猛，以免造成仪器损坏。
低碳钢拉伸弹性模量E的测定实验报告 班级____________ 姓名________________ 学号______________实验日期_______________ 成绩 _____________
一、实验目的
二、实验设备和仪器
名 称 型 号 量 程 精度(或最小刻度)
三、实验数据记录和处理
1.试件原始尺寸
截面I 截面II 截面III 横截面面
积平均值
A0 (mm2)
d01
（或a0）
（mm） d02
（或b0）
（mm） A01
(mm2) d01
（或a0）
（mm） d02
（或b0）
（mm） A02
(mm2) d01
（或a0）
（mm） d02
（或b0）
（mm） A03
(mm2)
2.引伸仪标距，放大倍数记录
标距l0=________________㎜
放大倍数k=________________
3.载荷和引伸仪读数记录
载 荷 P(N) 载荷增量ΔP(N) 引 伸 仪
读数A(格) 读数差 ΔA(格) 读数A(格) 读数差 ΔA(格) 读数A(格) 读数差 ΔA(格)
4.计算结果
载荷增量平均值⊿P=
引伸仪读数差平均值⊿A
伸长增量  拉伸弹性模量  
5.实验结果讨论
根据实验的各级载荷和相应的引伸仪读数，作出试件拉伸时P—⊿l的曲线，来验证虎克定律的正确性。
四、思考题
1.试件的尺寸和形状对于测量弹性模量E是否有影响？
2.为何要采用增量法测量弹性模量E？用此法测定的弹性模量E与一次加载到终载荷所测得的弹性模量E是否相符合？
3.实验时为什没要加预加载荷P0？又为什没要严格控制最终载荷Pn的值？
[方法二]电测法测定拉（压）弹性模量E及泊松比μ
一、试验目的
1.在比例极限内测定钢材的弹性模量E及泊松比μ。
2.验证虎克定律。
3.初步了解电测法的基本原理和方法
二、试验设备及仪器
1.万能材料试验机
2.静态电阻应变仪
3.游标卡尺
三、试验原理
电测法测量线应变ε时，一般采用矩形截面的板状拉伸试件。如图3-7（a）所示。
图3-7
电测法原理及电阻应变仪操作可参阅本书实验设备介绍中的电阻应变仪部分。测定钢材的弹性模量E及泊松比μ时采用在比例极限内的拉伸实验。试件轴向受拉时，纵向伸长，横向缩短。在弹性变形阶段内，测量两个数据：一是施加的拉力P ，由 P计算出正应力σ=P/A0（A0为试件横截面的原面积）。二是测量与P相应的纵向应变ε纵 及横向应变ε横 。从而计算出弹性模量E=σ/ε纵 和泊松比μ=  ，如图3-7（b）所示。
实验采用分级加载法。如每次增加相同的拉力⊿P，则相应地由电阻应变仪测出的应变增量⊿ε也应基本相等，这样就验证了虎克定律的正确性。
在装夹试件中难免出现偏心现象。为了消除偏心的影响，在平板试件轴线两侧对称的靠近并平行于试件轴线处各贴一片电阻应变片。如图3-7（c）所示。
当加力稍有偏心时，试件除拉伸变形外，还将有弯曲变形。所以电阻应变片R1 、 R2的应变读数  、  就由两部分组成，即 
为了削除由弯曲所引起的应变  ，采用  和  的平均应变  ，则
即消除了由弯曲所引起的应变  。
四、实验方法和步骤
1.测量试件的横截面尺寸，并贴好电阻应变片。
2.实验机准备
确定最大载荷，选择所需度盘，并打开电阻应变仪电源预热。
按照事先拟定好的接桥线路，将工作电阻片R1、 R2 及 R3和温度补偿R补分别接到预调平衡箱上。
3.试件安装
将试件装夹在实验机上。
4.进行实验
实验采用分级等量加载，每次加载⊿P。用慢速逐渐将载荷加至初载荷⊿P，然后逐次进行预调平衡或读取初读数。以后每增加⊿P，就逐次在电阻应变仪上读出一组读数，直至最终载荷加完为止。在整个实验过程中，每次加载为⊿P，相应的每次测得的应变增量每次加载⊿ε应基本相等。
5.结束实验
测完最后一组数据，缓慢均匀的卸去载荷，将实验机和电阻应变仪恢复原状。
五、实验结果处理
整理实验数据，填写实验报告。
六、注意事项
1.安装试件应尽可能地放正，避免夹偏。
2.接线时应注意旋紧接线柱的旋钮。
电测法测定拉（压）弹性模量E及泊松比μ实验报告 班级____________ 姓名________________ 学号______________
实验日期_______________ 成绩 _____________
一、实验目的
二、实验设备和仪器
三、实验数据
1.试件数据
横截面宽度 宽度b(mm) 厚度t(mm) 横截面积A0(mm2)
2.实验数据记录ε纵
载荷(N) 纵向应变ε纵 横向应变ε横
P ΔP ε1 Δε1 ε2 Δε2 ε3 Δε3
应变增量平均值Δε平 Δε1平= Δε2平= Δε横平=
四、实验结果
根据记录表按算术平均值分别求出纵向应变增量平均值⊿ε纵平和横向应变增量平均值⊿ε横平，并由下式计算出弹性模量E及泊松比μ：

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工程力学教学实验拉伸时低碳钢弹性模量E的测定
拉伸时低碳钢弹性模量E的测定
一﹑试验目的
1. 验证虎克定律，测定低碳钢的弹性模量E。
2. 学习引伸仪的构造原理和使用方法，以及加载方案的拟订原则。
二﹑实验设备和仪器
1.万能材料实验机或机械式拉力机
2.引伸仪、游标卡尺
三、实验原理
1.从拉伸实验表明：金属材料的拉伸图在弹性阶段是一条直线，它表明施加于试件上的力P与试件的变形⊿l成线性关系，即低碳钢服从虎克定律，其关系式⊿l=  （3－1）
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由此可得 E=  （3－2）
只要通过实验得出力与变形之间或者应力、应变之间的线形关系，也就验证了虎克定律的正确性。
2.对原始横截面积为A0的低碳钢试件施加轴向力P，用引伸仪测出标距l0 范围内的伸长量⊿l ，即可由公式（3－2）计算出低碳钢的拉伸弹性模量E。为了提高测量精度，减小测量中可能出现的误差，实验一般采用逐级加载法（增量法）对试件施加载荷，亦及把出载荷P0到终载荷Pn的加载范围分成n个等级，每级为⊿P。在相等的⊿P作用下引伸仪测出的变形增量即为δ（⊿l），于是弹性模量E 就可由下式推算出来：

Answer 2

虎克定律的正确性
低碳钢弹性模量测定与虎克定律的正确性有关。低碳钢弹性模量E=(196～206)X10^6 Pa,一般取206X10^6 Pa。“弹性模量”是描述物质弹性的一个物理量,是一个总称,包括“杨氏模量”、“剪切模量”、“体积模量”等。所