弹性模量、泊松比测试
CAE常用各种材料的弹性模量及泊松比
CAE常用各种材料的弹性模量及泊松比弹性模量(Young's modulus)是描述材料在受力作用下发生弹性变形程度的物理量,常用符号为E。弹性模量表示单位面积的材料受力后的伸长或收缩程度,单位为帕斯卡(Pa)或兆帕(MPa)。泊松比(Poisson's ratio)表示材料在受力作用下的横向收缩与纵向伸长的比例,无单位。本文将介绍一些常用材料的弹性模量和泊松比。
1.金属材料:
-铜:弹性模量为110-130GPa,泊松比为0.33-0.36
-铝:弹性模量为68-79GPa,泊松比为0.33
-钢(低碳钢):弹性模量为200-210GPa,泊松比为0.27-0.30。
-钛:弹性模量为95-120GPa,泊松比为0.29
2.玻璃材料:
-常规玻璃:弹性模量为60-90GPa,泊松比为0.20-0.27
-硼硅酸盐玻璃:弹性模量为80-90GPa,泊松比为0.20-0.25
-石英玻璃:弹性模量为70-80GPa,泊松比为0.17
3.塑料材料:
-聚乙烯:弹性模量为0.1-0.3GPa,泊松比为0.42
-聚丙烯:弹性模量为0.8-1.6GPa,泊松比为0.40-0.45
-聚氯乙烯(PVC):弹性模量为2.5-3.0GPa,泊松比为0.42-0.45 -聚苯乙烯(PS):弹性模量为3.0-3.5GPa,泊松比为0.35-0.38
4.复合材料:
-碳纤维增强复合材料:弹性模量为200-400GPa,泊松比为0.2-0.3 -玻璃纤维增强复合材料:弹性模量为25-40GPa,泊松比为0.25
5.高分子材料:
弹性模量和泊松比的测定
弹性模量和泊松比的测定
弹性模量和泊松比的测定
目录
一、弹性模量和泊松比 (2)
二、弹性模量测定方法 (2)
三、泊松比测定方法 (4)
四、结论 (4)
五、参考文献 (4)
一、弹性模量和泊松比
金属材料的弹性模量E为低于比例极限的应力与相应应变的比值;金属材料的泊松比μ指低于比例极限的轴向应力所产生的横向应变与相应轴向应变的负比值(详见GB/T 10623-2008 金属材料力学性能试验术语)。
二、弹性模量测定方法
铝合金材料的弹性模量E是在弹性范围内正应力与相应正应变的比值,其表达式为:
E=σ/ε
式中E为弹性模量;σ为正应力;ε为相应的正应变。
铝合金材料弹性模量E的测定主要有静态法、动态法和纳米压痕法。
1.静态法
1.1测量原理
静态法测量铝合金材料的弹性模量主要采用拉伸法,即采用拉伸应力-应变曲线的测试方法。
拉伸法是用拉力拉伸试样来研究其在弹性限度内受到拉力的伸长变形。由上式有:
E=σ/ε=FL/A△L
式中各量的单位均为国际单位。
可以看出,弹性模量E是在弹性范围所承受的应力与应变之比,应变是必要的参数。因此,弹性模量E的测试实质是测试弹性变形的直线段斜率,故其准确度由应力与应变准确度所决定。
应力测量的准确度取决于试验机施加的力值与试样横截面积,此时试验机夹具与试样夹持方法也非常关键,夹具与试样要尽量同轴;应变测量的准确度要求引伸计要真实反映试样受力中心轴线与施力轴线同轴受力时所产生的应变。
由于试样受力同轴是相对的,且在弹性阶段试样的变形很小,所以为获得真实应变,应采用高精度的双向平均应变机械式引伸计。
弹性模量和泊松比实验
(七)试验报告
1. 试验名称: 2. 试验目的: 3. 试验记录及结果: (1) 机器、仪器名称、型号、量程。 (2) 试件尺寸。 (3) 试验数据记录、表格、图线及计算
结果。 4. 用坐标纸按比例绘制σ-ε曲线。
试验数据记录表头参考格式
载荷 (kN)
载荷增 量
ΔP(kN)
左A1
纵向变形(应变)
6.输入学号、姓名,图3,然后单击 “下一步”。
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。
7.输入试样宽度和厚度,图4。然后 单击“下一步”。
8.按界面提示要求进行载荷调零 和重设标距。
弹性模量E和泊松比µ的测定
(一) 实验目的 1.用电测方法测定低碳钢的弹性模量E 及泊松比µ; 2.验证虎克定律; 3.掌握电测方法的组桥原理与应用。
(二)设备及仪器 1.Instron电子拉力试验机。 2.静态电阻应变仪。 3.游标卡尺
(三)试件
平板试件多用于电测法,试件形状尺寸 及贴片方位如图1所示。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。
(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。
材料弹性模量及泊松比的测定实验报告
材料弹性模量及泊松比的测定实验报告
实验报告:材料弹性模量及泊松比的测定
摘要:
本实验旨在测定材料弹性模量及泊松比。通过应力-应变曲线的测试和一系列实验数据的计算,得出了实验室中使用的材料的弹性模量和泊松比。研究表明,该材料的弹性模量为 (数值) GPa,泊松比为 (数值)。
介绍:
弹性模量和泊松比分别是材料学中的两个关键参数。前者是一个材料的柔韧性和刚性的直接衡量,后者则是该材料规模下的变形能力。通过测量这些参数,研究人员可以精确地了解材料的物理性质,从而促进工业和科学在各个领域实现应用。
方法和实验:
采用标准测量方法,分别进行了弹性模量和泊松比的测试。我
们使用了实验室中标准化的设备,包括试样夹、应变计和拉伸机
等等。
首先,我们将试样夹紧在两个夹具之间,并应用标准的拉伸力
以测量应变。随着施加的拉力增加,试样的应变会逐渐增加。在
此期间,应变计可以帮助测量应变的大小。我们测试了不同施加
的拉力,并记录了相应的应变值。
随后,我们使用应力-应变图分析了每个测试的数据。通过计算纵向应力值,可以非常准确地得出材料的弹性模量。根据一组关
键的数学公式,我们还计算出了泊松比。
结果和讨论:
经过多次测试和计算,我们得出了该试样的弹性模量和泊松比。实验表明,该材料的弹性模量为 (数值) GPa,泊松比为 (数值)。
这两个值是十分重要的,因为他们可以描述出材料的一些关键物
理特性,如材料的硬度、柔韧性、伸长性和脆性等等。
总结:
本次实验结果表明,该材料的弹性模量和泊松比非常接近理论数值,从而验证了该实验方法的准确性。这个实验为进一步研究和探索材料学提供了有力的数据和理论基础。
弹性模量和泊松比的测定
00EA A P
==εσε
For personal use only in study and research; not for commercial use
拉伸试验中得到的屈服极限бb 和强度极限бS ,反映了材料对力的作用的承受能力,而延伸率δ 或截面收缩率ψ,反映了材料缩性变行的能力,为了表示材料在弹性范围内抵抗变形的难易程度,在实际工程结构中,材料弹性模量E 的意义通常是以零件的刚度体现出来的,这是因为一旦零件按应力设计定型,在弹性变形范围内的服役过程中,是以其所受负荷而产生的变性量来判断其刚度的。一般按引起单为应变的负荷为该零件的刚度,例如,在拉压构件中其刚度为:
式中 A 0为零件的横截面积。
由上式可见,要想提高零件的刚度 E A 0,亦即要减少零件的弹性变形,可选用高弹性模量的材料和适当加大承载的横截面积,刚度的重要性在于它决定了零件服役时稳定性,对细长杆件和薄壁构件尤为重要。因此,构件的理论分析和设计计算来说,弹性模量E 是经常要用到的一个重要力学性能指标。
在弹性范围内大多数材料服从虎克定律,即变形与受力成正比。纵向应力与纵向应变的比例常数就是材料的弹性模量E ,也叫杨氏模量。横向应变与纵向应变之比值称为泊松比µ,也叫横向变性系数,它是反映材料横向变形的弹性常数。
因此金属材料拉伸时弹性模量E 的测定是材料力学最主要最基本的一个实验,下面用电测法测定低碳钢弹性模量E 和泊松比µ。
当拉(压)杆内的应力不超过材料的比例极限时,横向线应变ε\'和纵向线应变ε的绝对值之比为一常数,此比值称为横向变形系数或泊松比,常用v 表示。弹性模量E 和横向变形系数v 都是材料的弹性常数。与拉(压)杆的变形有关。低碳钢(这指Q235)、铝合金、砼的v 分别为0.24~0.28、0.33、0.16~0.18
岩石变行试验(泊松比及弹性模量)
(1) 、两端面的平行度最大误差不超过 0.05mm; (2) 、在试件整个高度上,直径误差不超过 0.3mm; (3) 、端面应垂直试件轴,最大偏差不超过 0.25 度。 3.Leabharlann Baidu样描述:描述内容包括岩石名称、颜色、矿物成分、结构、构造、风 化程度、胶结物、微裂隙发育情况及其主应力间的关系和含水状态等。 4.电阻片的粘贴和防潮处理。 (1)选择电阻片:要求电阻丝平直,间距均匀,电阻丝的长度大于试样最 大颗粒尺寸的 10 倍,同一试件的工作片和补偿片的电阻值差不超过± 0.2Ω。 (2)电阻片应贴在试样中部,每个试样采用纵向和周向电阻片各 2 个,沿 圆周等距离分布;贴片前,用零号砂纸打磨试样表面,并用酒精擦洗干净。 (3)贴用的胶液,对于烘干试样,可采用一般胶合剂;对天然含水及饱和 试样,需采用防潮胶液,并作防潮处理。 (4) 待粘合胶液干固后, 用等长金属隔离线与电阻片引线焊接牢固。 此时, 电阻片的电阻增加值不超过 0.5Ω。 5.安点接线: 将准备好的试件放置在压力机的压板中间, 取另一电阻补偿试件放置于试样 附近,按半桥联线方式将导线与电阻应变仪接线箱连接。 6.施加荷载: 以 0.5-0.8MPa/s 的速度施加荷载, 直至岩样破坏或至少超过抗压强度之 50%; 在施加荷载的过程中, 记录各级应力下的轴向和横向应变值。 每个电阻片测得的 应变值不应少于 10 个。 (七)资料整理
岩石弹性模量和泊松比测试方法与分析
岩石弹性模量和泊松比测试方法与分析
岩石弹性模量和泊松比是描述岩石力学性质的重要参数,对于岩石的工程应用具有重要意义。本文将介绍岩石弹性模量和泊松比的测试方法,并对测试结果进行分析和讨论。
一、岩石弹性模量测试方法
岩石弹性模量是描述岩石抗弯刚度的参数,通常用弯曲试验来进行测试。常见的测试方法有三点弯曲试验和四点弯曲试验。
1. 三点弯曲试验
三点弯曲试验是将岩石试样固定在两个支点上,在中间施加力,使试样发生弯曲。根据试样的变形情况,可以测量出岩石的弯曲应力和应变,从而计算得出其弹性模量。
该方法的优点是测试设备简单,操作方便,适用于常规岩石的弹性模量测试。但是在测试过程中,需要考虑试样尺寸和形状对测试结果的影响,以及试样的强度限制等因素。
2. 四点弯曲试验
四点弯曲试验是在三点弯曲试验的基础上增加一个中间支点,使试样在中间产生弯曲。相比于三点弯曲试验,四点弯曲试验具有更大的力矩和更小的弯曲变形,可以减小试验误差和提高测试精度。
该方法适用于较硬和较脆的岩石试样的弹性模量测试,能够排除试样端部和边缘效应对测试结果的影响。但是该方法的测试设备较为复杂,操作要求较高。
二、岩石泊松比测试方法
岩石泊松比是描述岩石体积变形性质的参数,常用的测试方法有围压测试和压实试验。
1. 围压测试
围压测试是将岩石试样置于高压容器内,通过施加一定的水平压力来模拟地下应力环境。在施加压力的同时,测量岩石试样的径向和轴向应变,并计算得出泊松比。
该方法适用于较硬和较韧性的岩石的泊松比测试,能够模拟实际工程中的地下应力环境。但是在测试过程中,需要考虑试样的变形和破坏情况,以及试样的侧向和端部限制等因素。
弹性体的杨氏模量与泊松比测量
弹性体的杨氏模量与泊松比测量
弹性体是一类具有弹性恢复能力的物质,其性质可以通过杨氏模量和泊松比来
描述和衡量。杨氏模量衡量了材料在拉伸或压缩时的刚度,而泊松比则描述了材料在一维应变时的横向变形。测量弹性体的杨氏模量和泊松比是材料科学和工程中的重要任务,有助于了解材料的强度和应用于设计过程中。
在过去的几十年里,科学家们开发出了许多不同的方法来测量杨氏模量和泊松比。其中最常见的方法是使用拉伸试验和压缩试验。在拉伸试验中,样品被拉伸或压缩,通过测量应力和应变的关系来确定杨氏模量和泊松比。这种方法的优点是简单易行,适用于大多数材料。然而,该方法只适用于线弹性材料,而无法应用于非线性材料或有限变形的样品。
除了拉伸试验和压缩试验之外,还有其他一些方法可以测量杨氏模量和泊松比。例如,声波法和超声波法可以通过测量声速和密度来计算杨氏模量和泊松比。这些方法适用于非破坏性测试和复杂样品,但精度和可靠性可能受到一些限制。
近年来,随着科技的进步,出现了一些新的测量方法。例如,微纳米力学测试
仪器可以在纳米尺度下测量杨氏模量和泊松比。这种方法可以提供更准确的结果,并且适用于纳米材料和薄膜。此外,还有一些新的材料表征技术如纳米压痕测试、原子力显微镜等也被用于测量杨氏模量和泊松比。
测量弹性体杨氏模量和泊松比的目的不仅仅是为了满足科学研究的需求,更是
为了工程应用和设计过程提供准确的材料参数。杨氏模量和泊松比是材料力学性质的重要指标,对于预测材料的应力应变行为、结构的变形和破坏具有关键作用。在工程领域中,准确的材料参数可以为产品设计和结构分析提供依据,从而提高产品质量和安全性。
弹性模量和泊松比的测量
材料弹性模量 E 和泊松比 的测定<br>一,实验目的 1,测定常用金属材料的弹性模量 E 和泊松比 . 2,验证胡克(Hooke)定律. 二,实验仪器设备和工具 1,组合实验台中拉伸装置 2,XL2118 系列力&应变综合参数测试仪 3,游标卡尺,钢板尺 三,实验原理和方法 试件采用矩形截面试件, 电阻应变片布片方式如图 3-4. 在试件中央截面上, 沿前后两面的轴线方向分别对称的贴一对轴向应变片 R1,R1ˊ和一对横向应变 片 R2,R2ˊ,以测量轴向应变ε和横向应变εˊ.<br>P<br>P<br>R1 R2 b<br>R1ˊ R2ˊ<br>R1 R2 h<br>R<br>R<br>补偿块 P P<br>图 3-4 拉伸试件及布片图 1,弹性模量 E 的测定 由于实验装置和安装初始状态的不稳定性, 拉伸曲线的初始阶段往往是非线 性的.为了 尽可能减小测量误差,实验宜从一初载荷P0(P0≠0)开始,采用增量法,分级加 载,分别测量在各相同载荷增量△P作用下,产生的应变增量△ε,并求出△ε 的平均值.设试件初始横截面面积为A0,又因ε=△l/l,则有<br>E<br>=<br>εA<br>P<br>0<br>上式即为增量法测 E 的计算公式.<br>△ — 轴向应变增量的平均值 ε 式中 A0 — 试件截面面积 用上述板试件测 E 时, 合理地选择组桥方式可有效地提高测试灵敏度和实验 效率.下面讨论几种常见的组桥方式.<br><br>
弹性模量,泊松比的测定方法
材料弹性模量E 和泊松比μ的测定
弹性模量E 和泊松比μ是各种材料的基本力学参数,测试工作十分重要,测试方法也很多,如杠杆引伸仪法、千分表法、电测法等。本节介绍电测法。
一、实验目的
1.了解材料弹性常数E 、μ的定义。
2.掌握测定材料弹性常数E 、μ的实验方法。
3.了解电阻应变测试方法的基本原理和步骤。
4.验证虎克定律。
5.学习最小二乘法处理实验数据。 二、实验设备
1.TS3861型静态数字应变仪一台; 2.NH-10型多功能组合实验架一台; 3.拉伸试件一根; 4.温度补偿块一块; 5.游标卡尺。 三、实验原理和方法
弹性模量是材料拉伸时应力应变成线形比例范围内应力与应变之比。材料在比例极限内服从虎克定律,其关系为:
E σε
=
F A
σ=
ε
εμ'=
试件的材料为钢,宽H 和厚T 均由实际测量得出,形状为亚铃型扁试件如图2-17,应变片的K =2.08。实验时利用NH-3型多功能组合实验架对试件施加轴向拉力,利用应变片测出试件的轴向应变ε和横向应变ε',利用②式计算出试件的轴向应力。在测量轴向应变时,应将正反两面的轴向应变片接成全桥对臂测量线路。利用式E σ
ε
=
就可得到材料的E ,
利用式ε
εμ'
=
得到材料的泊松比μ。
图2-17
四、实验步骤
1.实验准备
检查试件及应变片和应变仪是否正常。 2.拟定加载方案
根据材料手册,拟定加载方案。(推荐方法: P 0=100N,△P =300N ,P MAX =1300N )。 3.组成测量电桥
测定弹性模量E ,以前后两面轴线上的轴向应变片与温度补偿应变片组成对臂全桥接线方式进行测量如图2-18a 所示,测定泊松比μ,为了消除初曲率和加载可能存在的偏心引起的弯曲影响,同样采用对臂全桥接线方式将两个轴向应变片和两个纵向应变片分别组成两个桥路进行测量,测出试件的轴向应变ε和横向应变ε'。如图2-18a 、b 所示。
拉伸时材料弹性模量E和泊松比μ的测定
拉伸时材料弹性模量E 和泊松比μ的测定
一、目的
1、在比例极限内,验证虎克定律,并测定材料的弹性模量E 和泊松比μ。
二、仪器设备
1、多功能组合实验台
2、静态电阻应变仪
3、游标卡尺
三、试件
矩形长方体扁试件、材料为不锈钢、试件横截面尺寸:h =32mm , b =2.7mm
四、预习要求
1、预习本节实验内容和材料力学的相关内容。
2、阅读第二章电测法的基本原理和电阻应变仪。
五、试验原理与方法
3-18所示。
图3-17 拉伸试验装置
E 和μ测定示意图 图3-18 (1)应变片布点
本实验在多功能组合实验台上进行,实验装置如图3-17所示,应变片布置和加载示意图如图
和纵向应变片进片应变片并进行串接作变仪上组成半桥测量。加载手轮施加拉在试件的正、反两面的对称位置上粘贴纵向和横向应变片,并把纵向应变片行串接,横向应变片与横向应变片进行串接,在另一个不锈钢的小铁块上粘贴2为温度补偿片。实验时,纵向应变片,横向应变片和温度补偿片在静态应
(2)试验原理
试样下端用插销固定在下拉接头上,上端通过插销和上拉接头相连接。旋转力。试件受力时,便在纵横向产生伸长和缩短,用电阻应变仪测取纵向应变纵ε和横向应变横ε。试件横截面面积为A ,便可以计算出材料的弹性模量E 和泊松比μ。
; 纵横εεμΔΔ= 纵
εεσΔ⋅Δ==A F E 因为试验采用增量法,分级加载,每次增加相同的拉力ΔF ,相应地由应变仪测出的纵向应变增量纵εΔ,也应大致相等,如果这样,便验证了虎克定律。
六、实验步骤
0000”,用螺丝刀将其调整为“0000”。
3、将试件上的纵向应变片和横向应变片的两根引出线作为工作片分别接入应变仪的A 1B 1和22
混凝土的各项物理性能测试方法
混凝土的各项物理性能测试方法
一、引言
混凝土是建筑业中最常见的材料之一,它具有良好的耐久性、强度和耐火性能,因此在建筑结构中得到了广泛应用。为了确保混凝土的质量和使用效果,需要对混凝土进行各项物理性能测试。本文将介绍混凝土的各项物理性能测试方法。
二、混凝土的物理性能
混凝土的物理性能包括抗压强度、抗拉强度、弹性模量、泊松比、体积稳定性等。下面将分别介绍各项测试方法。
1. 抗压强度测试方法
抗压强度是衡量混凝土强度的最常用指标之一。抗压强度测试是通过对混凝土试块进行压缩实验来确定的。具体测试步骤如下:
(1)根据设计要求,制备混凝土试块,尺寸为
150mm×150mm×150mm。
(2)试块制备完成后,将试块放置在试验机上,并调整试验机的加载速率为每秒0.5至2.0牛/秒。
(3)开始加载试块,持续加载至试块破坏。记录加载过程中试块的最大承载力,并计算出试块的抗压强度。
2. 抗拉强度测试方法
抗拉强度是衡量混凝土抗拉能力的指标之一。抗拉强度测试是通过对混凝土试块进行拉伸实验来确定的。具体测试步骤如下:
(1)根据设计要求,制备混凝土试块,尺寸为
150mm×150mm×500mm。
(2)试块制备完成后,在试块两端固定拉杆,将试块放置在拉力试验机上。
(3)开始加载试块,持续加载至试块破坏。记录加载过程中试块的最大承载力,并计算出试块的抗拉强度。
3. 弹性模量测试方法
弹性模量是衡量混凝土刚性的指标之一。弹性模量测试是通过对混凝土试块进行弹性变形实验来确定的。具体测试步骤如下:
(1)根据设计要求,制备混凝土试块,尺寸为
弹性模量泊松比测试
弹性模量、泊松比测试
测样品的弹性模量通常分动态法和静态法,静态法是在试样上施加一个恒定的拉伸或压缩应力,测定其弹性变形量;动态法包括共振和超声波测试;
静态法属于对试样具有破坏性质的一种方法,不具有重复测试的机会;动态法属于不破坏试样结构和性能的一种方法,试样可重复测试,因此对于力学性能波动较大的脆性材料,反复多次的无损力学检测显得重要而有意义;
超声波法测弹性模量
1.原理:
在各向同性的固体材料中,根据应力和应变满足的胡克定律,可以求得超声波传播的特征方程:
2=1
c2
2
2t2
其中,为势函数,c为超声波传播速度;
当介质中质点振动方向与超声波的传播方向一致时,成为纵波;当质点振动方向与超声波的传播方向垂直时,称为横波,在固体介质内部,超声波可以按纵波和横波两种波形传播,无论是材料中的纵波还是横波,其速度可表示为:
c=d t
其中,d为声波传播距离,t为声波传播时间;
对于同一种材料,其纵波波速和横波波速的大小一般不一样,但是它们都由弹性介质的密度,杨氏模量,泊松比等弹性参数决定,即影响这些物理常数的因素都对声速有影响,因此,利用超声波方法可以测量材料有关的弹性常数;
固体在外力作用下,其长度的方向产生变形,变形时应力与应变之比定义为杨氏模量,用E 表示;
固体在应力作用下,沿纵向有一正应变,沿横向有一负应变,横向纵向应变之比定义为泊松比,用u表示;
在各向同性固体介质中,各种波形的超声波声速为:
纵波声速:C L=√E(1−μ)
ρ(1+μ)(1−2μ)
横波声速:C S=√E
2ρ(1+μ)
相应的通过测量介质的纵波声速和横波声速,利用以上公式可以计算介质的弹性常数,计算公式如下:
弹性模量泊松比测试
弹性模量泊松比测试文档编制序号:[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]
弹性模量、泊松比测试
测样品的弹性模量通常分动态法和静态法,静态法是在试样上施加一个恒定的拉伸(或压缩)应力,测定其弹性变形量;动态法包括共振和超声波测试。
静态法属于对试样具有破坏性质的一种方法,不具有重复测试的机会。动态法属于不破坏试样结构和性能的一种方法,试样可重复测试,因此对于力学性能波动较大的脆性材料,反复多次的无损力学检测显得重要而有意义。
超声波法测弹性模量
1.原理:
在各向同性的固体材料中,根据应力和应变满足的胡克定律,可以求得超声波传播的特征方程:
?2?=1
c2
?2? ?2t2
其中,?为势函数,c为超声波传播速度。
当介质中质点振动方向与超声波的传播方向一致时,成为纵波;当质点振动方向与超声波的传播方向垂直时,称为横波,在固体介质内部,超声波可以按纵波和横波两种波形传播,无论是材料中的纵波还是横波,其速度可表示为:
c=d t
其中,d为声波传播距离,t为声波传播时间。
对于同一种材料,其纵波波速和横波波速的大小一般不一样,但是它们都由弹性介质的密度,杨氏模量,泊松比等弹性参数决定,即影响这些物理常数
的因素都对声速有影响,因此,利用超声波方法可以测量材料有关的弹性常数。
固体在外力作用下,其长度的方向产生变形,变形时应力与应变之比定义为杨氏模量,用E表示。
固体在应力作用下,沿纵向有一正应变,沿横向有一负应变,横向纵向应变之比定义为泊松比,用u表示。
在各向同性固体介质中,各种波形的超声波声速为:
材料泊松比测试
材料泊松比测试
材料泊松比测试是用来测量材料的泊松比的测试。泊松比是描述材料沿垂直于其受力方向产生的横向压缩应变与其沿受力方向产生的拉伸应变之比的参数。通俗地说,泊松比可以衡量材料在受到拉伸或压缩作用时,其横向变形的程度。泊松比测试可以通过在材料上施加垂直于其受力方向的压缩或拉伸载荷来测量。
在泊松比测试中,通常采用应变计或激光位移计来测量应变或变形,以计算出泊松比。其中,应变计是通过测量材料上的形变来计算应变的,而激光位移计则是通过测量材料表面的位移来计算变形。
泊松比测试可用于确定材料的弹性模量、剪切模量和压缩模量等弹性力学参数,以及研究材料的变形和损伤机理。它在材料科学、工程、建筑等领域都有广泛的应用。
弹性模量e和泊松比的测定实验总结
弹性模量e和泊松比的测定实验总结实验总结:
弹性模量e和泊松比的测定实验旨在利用杨氏模量对弹性模量e和泊松比的测定,也可以在不影响材料性质的条件下测量材料的抗变形特性。
实验前准备:
1.实验需要用到具有良好精度的硬度计,放大器和痕实验夹具,以确保实验精确度。
2.用于测试的材料必须完整无缺,确保其强度,以保障实验结果的正确性。
实验步骤:
步骤一:将硬度计放入夹具中,并调节放大器,以确保数据的精确性。
步骤二:加载恒定负荷到材料的径向部分,使其受到痕压,并记录因痕应力和应变而产生的结果。
步骤三:将记录下来的数据用图形标明,以便在其中计算e 和泊松比m。
步骤四:根据计算结果计算弹性模量e和泊松比m,并用该结果来描述材料的抗变形特性。
实验结论:
通过弹性模量e和泊松比m的测定实验,我们可以获得被测材料的抗变形性能,从而进一步估算材料的运行参数,实现对该种材料的更有效的应用。这也表明了在实际工程中,要将弹性模量e和泊松比m用来工程设计中学习材料运行机理,预测材料的变形以及力学行为,增强设计效益。
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弹性模量、泊松比测试
测样品的弹性模量通常分动态法和静态法,静态法是在试样上施加一个恒定的拉伸(或压缩)应力,测定其弹性变形量;动态法包括共振和超声波测试。
静态法属于对试样具有破坏性质的一种方法,不具有重复测试的机会。动态法属于不破坏试样结构和性能的一种无损检测方法,试样可重复测试,因此对于力学性能波动较大的脆性材料,反复多次的无损力学检测显得重要而有意义。
超声波法测弹性模量
1.原理:
在各向同性的固体材料中,根据应力和应变满足的胡克定律,可以求得超声波传播的特征方程:
其中,为势函数,c为超声波传播速度。
当介质中质点振动方向与超声波的传播方向一致时,成为纵波;当质点振动方向与超声波的传播方向垂直时,称为横波,在固体介质内部,超声波可以按纵波和横波两种波形传播,无论是材料中的纵波还是横波,其速度可表示为:
其中,d为声波传播距离,t为声波传播时间。
对于同一种材料,其纵波波速和横波波速的大小一般不一样,但是它们都由弹性介质的密度,杨氏模量,泊松比等弹性参数决定,即影响这些物理常数的因素都对声速有影响,因此,利用超声波方法可以测量材料有关的弹性常数。
固体在外力作用下,其长度的方向产生变形,变形时应力与应变之比定义为杨氏模量,用E表示。
固体在应力作用下,沿纵向有一正应变,沿横向有一负应变,横向纵向应变之比定义为泊松比,用u表示。
在各向同性固体介质中,各种波形的超声波声速为:
纵波声速:
横波声速:
相应的通过测量介质的纵波声速和横波声速,利用以上公式可以计算介质的弹性常数,计算公式如下:
弹性模量:
泊松比:
其中,,为密度
2.测试方法:
使用25DL PLUS型超声波弹性模量测试仪分别测试材料的纵波声速和横波声速,代入上述公式,计算得到弹性模量和泊松比数值。