剪切弹性模量G的测定
剪切弹性模量G的测定(2020年7月整理).pdf
1
图 3-4.2
以低碳钢试件进行实验时，可以用增量法施加扭矩，每次增加的扭矩 T 如图 3-4.2 都
相等。加载过程中，每一个扭矩Ti 都对应着相应的扭转角 i ，这样，只要求出扭矩增量 T
对应的扭转角增量，再求出扭转角增量的平均值，就可以利用下式计算出剪切弹性摸量。
剪切弹性模量 G 的测定
（一）实验目的 在比例极限内测定低碳钢的扭转剪切模量以验证虎克定律。
（二）实验仪器 1．NY—4 扭转测 G 仪 2．KL—150 游标卡尺
（三）实验原理 验证扭转变形公式或测定剪变摸量 G 都需要准确测定试件的扭转角。扭角仪的构造原理
及按装示意图如图 4.1， l0 为按装扭角仪的两个截面 A、B 的距离。从图中可以看出，测剪 切模量实际上是测试件两个截面转角所对的弦长，有了弦长，把弦长近似的当成弧长 ，有
上，以验证虎克定律。作图时，应使用坐标纸，并选择合适的比例尺
3
G = T L0 I P m
（四） 实验步骤 1. 把扭角仪装到试件上，标距大约在 150mm 左右。 2. 把百分表装上，表头预压到小针在 1~2 格。 3. 旋转表盘使大针指零，而后逐个加法码记下表上的读数。 4. 测两次取线性关系好的一组数据，计算弹性模量 G。
（五） 实验数据及处理 1． 实验数据及计算结果
了弧长再知道半径 b 就可以算出转角。
= b
图 3-4.1 测剪切模量实际上是测试件两个截面转角所对的弦长，有了弦长，把弦长近似地当成
弧长 ，有了弧长再知道半径 b 就可以算出转角。 = b
由材料力学知，在剪切比例极限内，圆轴的变形公式为
= TL0 GI P
实验六金属材料剪切弹性模量G的测量
- 1 -实验六 金属材料剪切弹性模量G 的测量一、实验目的测定金属材料的剪切模量G ，并验证剪切虎克定律。
二、实验原理圆轴扭转时，若最大剪应力不超过材料的比例极限，则扭矩T 与扭转角φ存在线性关系PGI TL 0=φ 式中： 32I p =4d π为圆截面的极惯性矩，为试件的直径 d φ——距离为的两截面之间的相对扭转角0L T ——扭矩由上式可知，若材料符合虎克定律，则T —φ图在比例极限以下成线性关系。
当试件受一定的扭矩增量后，在标距内可量得相应的扭转角增量T Δ0L φΔ，于是由上式可求得G 的公式P I L T G ⋅Δ⋅Δ=φ0实验按照等增量分级加扭矩的方法进行，测得相应的T ΔφΔ，即可求得G RL P T δφΔ=Δ⋅Δ=Δ,，则 δπΔ⋅Δ⋅⋅⋅=4032d PR L L G式中：P Δ--载荷增量 --外载力臂1L δΔ--百分表位移增量 --受扭杆标距 0L R --测量臂长度如图6.1所示：- 2 -受扭杆标距L 0 外载力臂L 1测量臂长R砝码百分表图6.1 JY—2型扭角仪三、实验设备JY—2型扭角仪四、实验步骤1、测量试件的计算长度及直径，取三个直径的平均值作为计算直径；2、在试件上按计算长度安装扭角仪；3、将百分表调节至零点；4、加砝码，使产生扭矩T 及扭转角φ，每增加1㎏砝码后，在百分表上读一个相应的位移量δ，算出位移增量δΔ，注意加载要平稳，实验过程中勿碰仪器；5、重复做几次，卸下载荷；6、根据实验数据，计算剪切弹性模量。
G 五、实验要求1、了解实验目的、原理、步骤及通过实验所求得的数据；2、讨论分析测定的误差情况。
G- 3 -六、实验报告6.1表。
剪切弹性模量g的测定实验报告
剪切弹性模量g的测定实验报告剪切弹性模量G的测定实验报告引言：弹性模量是材料力学性质的重要参数，它描述了材料在受力作用下的变形能力。
剪切弹性模量G是弹性模量的一种，用于描述材料在剪切应力作用下的变形能力。
本实验旨在通过测定剪切弹性模量G的方法，掌握实验技巧，加深对材料力学性质的理解。
实验仪器与材料：1. 剪切弹性模量测定仪器2. 弹性体样品（如橡胶块）实验原理：剪切弹性模量G可以通过测定剪切应力和剪切应变的关系来计算。
实验中，我们将利用剪切弹性模量测定仪器对样品进行测试。
该仪器通过施加剪切力和测量剪切应变，得到剪切弹性模量G的数值。
实验步骤：1. 将弹性体样品放置在剪切弹性模量测定仪器上，并调整仪器使其处于平衡状态。
2. 施加一个恒定的剪切力，记录下施力的数值。
3. 测量样品在施力下产生的剪切应变，记录下剪切应变的数值。
4. 根据施力和剪切应变的数值，计算剪切弹性模量G的数值。
实验结果与分析：根据实验数据计算得到的剪切弹性模量G的数值为X。
通过对实验结果的分析，我们可以得出以下结论：1. 弹性体样品在受力作用下发生剪切变形，剪切弹性模量G描述了材料抵抗剪切应力的能力。
2. 弹性体样品的剪切弹性模量G的数值与材料的性质有关，不同材料的剪切弹性模量G可能存在差异。
3. 实验中所使用的剪切弹性模量测定仪器对于测量剪切弹性模量G具有较高的精确度和准确性。
实验误差与改进：在实验过程中，可能存在一些误差，影响了实验结果的准确性。
可能的误差来源包括：1. 仪器的精度限制：剪切弹性模量测定仪器的精度可能存在一定限制，导致实验结果的误差。
2. 样品的非理想性：实际样品可能存在缺陷或不均匀性，导致实验结果的误差。
3. 实验操作的不精确性：实验过程中操作的不精确性可能导致实验结果的误差。
为了减小误差，提高实验结果的准确性，可以采取以下改进措施：1. 使用更精确的仪器：选择精度更高的剪切弹性模量测定仪器，提高实验结果的准确性。
材料剪切弹性模量G的测定
材料 剪切 弹性 模量G 的测
定
（1）原始试件尺寸。参照表15-5。 （2）实验数据。参照表15-6。 （3）根据式（15-15）、式（15-14）计算 出扭转角增量Δφi和材料剪切弹性模量G。
材料 剪切 弹性 模量G 的测
定
1.1实验目的及仪器设备
材料剪切弹性 模量G的测定
1.2实验原理 1.3实验步骤
1.4实验数据处理
材料的剪切弹性模量G是由材料本身 性质来确定的另一力学参数。本节介绍如 何利用实验来测定低碳钢的剪切弹性模量 G值，并验证剪切胡克定律。实验用到的 仪器包括NY-4型扭转测G仪、游标卡尺和 百分表。
材料 剪切 弹性 模量G 的测
定
1．验证胡测量得 出各级扭转角增量Δφi值
材料 剪切 弹性 模量G 的测
定
（1）准确量取试件标距l0。 （2）正确测量试件直径d。 （3）加载。首先挂上砝码托作为初荷载， 记录百分表的初始读数。再分四次加载，每加一 次记录一次读数。加砝码时要缓慢放手，以使之 为静载，并注意防止失落而砸伤人、物。 （4）实验完毕，卸载，整理数据。
剪切弹性模量g的测定实验报告
剪切弹性模量g的测定实验报告实验目的：本实验旨在通过测定金属材料的剪切弹性模量g值，了解材料在受到剪切应力时的变形特性，为材料力学性能的研究提供数据支持。
实验原理：材料在受到剪切应力时，会产生剪切变形。
剪切弹性模量g是描述材料在受到剪切应力时产生的剪切应变与剪切应力之间关系的物理量。
在实验中，通过施加剪切应力，测量材料的剪切应变，从而计算出剪切弹性模量g的数值。
实验仪器和设备：1. 剪切弹性模量测定仪。
2. 金属样品。
3. 电子天平。
4. 温度计。
5. 数据采集系统。
实验步骤：1. 将金属样品放置在剪切弹性模量测定仪上，并调整仪器使其处于水平状态。
2. 施加一定的剪切应力，记录下施加的剪切应力数值。
3. 通过数据采集系统实时监测金属样品的剪切应变，并记录下相应的数据。
4. 在不同的剪切应力下，重复步骤2和步骤3，获取一系列剪切应力与剪切应变的数据。
5. 根据实验数据，计算出金属样品的剪切弹性模量g。
实验数据处理：根据实验所得的剪切应力与剪切应变数据，利用数学方法进行数据处理，得出金属样品的剪切弹性模量g的数值。
同时，还需要考虑温度对实验结果的影响，进行相应的修正。
实验结果分析：根据实验数据处理的结果，得出金属样品的剪切弹性模量g的数值。
通过对实验结果的分析，可以了解材料在受到剪切应力时的变形特性，以及材料的剪切弹性模量与材料性能的关系。
实验结论：通过本次实验，成功测定了金属样品的剪切弹性模量g的数值，并对实验结果进行了分析和讨论。
实验结果对于研究材料的力学性能具有重要的意义，为进一步的材料研究提供了参考数据。
实验注意事项：1. 在实验中要注意安全，避免发生意外伤害。
2. 实验过程中要保持仪器设备的稳定和精准，确保实验数据的准确性和可靠性。
3. 实验结束后要及时清理实验场地和归还实验设备，保持实验室的整洁和安全。
实验改进与展望：在今后的实验中，可以对实验方法和数据处理方法进行改进和优化，提高实验结果的精度和可靠性。
材料力学
力和变形仍按直线规律变化，并留下残余变形o o1,如再重新加载，仍从o1开始沿直线o1e 到e点，过e点才恢复曲线规律。此时就相当于材料的比例极限提高了。这是有利的一面， 而塑性指标（延伸率）却降低了，使材料变脆，这种现象叫冷作硬化。
F
A
B
Fm
0
ΔL
(a)
0
ΔL
(b)
图 1－4 图解方法测定最大力Fm
3．断后塑性指标
表征材料塑性性能的两个指标为断后伸长率 A 和断面收缩率 Z。
断后伸长率 A = L1 − L0 ×100% L0
断面收缩率 Z = S0 − S1 ×100% S0
式中 L0，S0－试验前的标距和横截面积。 L1，S1－拉断后的标距和横截面积。
试件承受的扭矩在剪切比例极限以内时，处于线弹性阶段 OA（图 3－1a），剪应力 和剪应变服从虎克定律，即
τ = Gr
图 3－1 当扭矩超过Mp，试件表面开始形成塑性区，转角越大，塑性区越深入到中心，Mn-φ曲线 开始平坦，一直到B点，这时Mn=Ms，可以近似的认为整个截面剪应力都达到屈服极限τ（s 图 3－2c）。
（a）低碳钢拉伸
（b）铸铁拉伸
图 1－2
图 1－2（a）表示低碳钢静拉伸试验 P－ΔL 曲线。整个过程主要包括：线弹性变形
-4-
阶段（OA），塑性屈服阶段（BC），强化阶段（CD），局部颈缩阶段（DE）。 金属塑性变形是由于晶面间产生滑移的结果。低碳钢塑性屈服阶段，在抛光试件表
面可观察到沿最大剪应力方向（450）的滑移线。 2. 上屈服强度ReH下屈服强度ReL的测定
剪切弹性模量的测定实验报告
剪切弹性模量的测定实验报告一、实验目的1、掌握用扭转实验测定材料剪切弹性模量的方法。
2、观察低碳钢在扭转变形过程中的变形规律和破坏现象。
二、实验设备1、扭转试验机。
2、游标卡尺。
三、实验原理在圆柱形试件的两端施加扭矩，使试件产生扭转变形。
根据材料力学的理论，对于实心圆柱形试件，其扭转时的剪切应力和剪切应变之间的关系为：＼＼tau ＝ G\gamma＼其中，＼（＼tau\）为剪切应力，＼（G\）为剪切弹性模量，＼（＼gamma\）为剪切应变。
在弹性范围内，扭矩\（T\）与扭转角\（＼varphi\）成正比，即：T ＝ K\varphi＼其中，＼（K\）为扭转刚度。
通过测量扭矩\（T\）和扭转角\（＼varphi\），以及试件的几何尺寸，就可以计算出剪切弹性模量\（G\）。
四、实验步骤1、测量试件的直径\（d\），在不同位置测量多次，取平均值。
2、将试件安装在扭转试验机上，确保安装牢固。
3、缓慢加载扭矩，直至达到预定的扭矩值，记录此时的扭矩\（T\）和扭转角\（＼varphi\）。
4、继续加载扭矩，观察试件的变形和破坏现象，记录破坏时的扭矩值。
5、卸载扭矩，取下试件。
五、实验数据处理1、计算试件的极惯性矩\（I_p\）：＼I_p ＝＼frac{＼pi d^4}｛32}2、根据实验数据，计算剪切弹性模量\（G\）：＼G ＝＼frac{T L}｛I_p ＼varphi}＼其中，＼（L\）为试件的有效长度。
3、对实验数据进行整理和分析，计算平均值和标准差。
六、实验结果与分析1、实验结果实验测得的剪切弹性模量为_____，与理论值相比存在一定的误差。
2、误差分析（1）测量误差：在测量试件直径和扭转角时，可能存在测量误差，导致计算结果不准确。
（2）加载误差：在加载扭矩的过程中，加载速度和加载方式可能不均匀，影响实验结果。
（3）材料不均匀性：试件本身的材料可能存在不均匀性，导致实验结果的偏差。
3、实验现象分析在实验过程中，观察到试件在扭转变形初期，变形较小，扭矩与扭转角呈线性关系。
材料力学实验指导书(正文)
实验一材料在轴向拉伸、压缩时的力学性能一、实验目的1．测定低碳钢在拉伸时的屈服极限σs、强度极限σb、延伸率δ和断面收缩率 。
2．测定铸铁在拉伸以及压缩时的强度极限σb。
3．观察拉压过程中的各种现象，并绘制拉伸图。
4．比较低碳钢（塑性材料）与铸铁（脆性材料）机械性质的特点。
二、设备及仪器1．电子万能材料试验机。
2．游标卡尺。
图1-1 CTM－5000电子万能材料试验机电子万能材料试验机是一种把电子技术和机械传动很好结合的新型加力设备。
它具有准确的加载速度和测力范围，能实现恒载荷、恒应变和恒位移自动控制。
由计算机控制，使得试验机的操作自动化、试验程序化，试验结果和试验曲线由计算机屏幕直接显示。
图示国产CTM －5000系列的试验机为门式框架结构，拉伸试验和压缩试验在两个空间进行。
图1-2 试验机的机械原理图试验机主要由机械加载（主机）、基于DSP的数字闭环控制与测量系统和微机操作系统等部分组成。
（1）机械加载部分试验机机械加载部分的工作原理如图1-2所示。
由试验机底座（底座中装有直流伺服电动机和齿轮箱）、滚珠丝杠、移动横梁和上横梁组成。
上横梁、丝杠、底座组成一框架，移动横梁用螺母和丝杠连接。
当电机转动时经齿轮箱的传递使两丝杠同步旋转，移动横梁便可水平向上或相下移动。
移动横梁向下移动时，在它的上部空间由上夹头和下夹头夹持试样进行拉伸试验；在它的下部空间可进行压缩试验。
（2）基于DSP的数字闭环控制与测量系统是由DSP平台；基于神经元自适应PID算法的全数字、三闭环（力、变形、位移）控制系统；8路高精准24Bit 数据采集系统；USB1.1通讯；专用的多版本应用软件系统等。
（3） 微机操作系统试验机由微机控制全试验过程，采用POWERTEST 软件实时动态显示负荷值、位移值、变形值、试验速度和试验曲线；进行数据处理分析，试验结果可自动保存；试验结束后可重新调出试验曲线，进行曲线比较和放大。
可即时打印出完整的试验报告和试验曲线。
（学）剪切弹性模量G测定实验
33
一、实验目的
1.测定低碳钢材料的剪切弹性模量G
2.学习扭角仪的原理及使用方法 二、实验原理
圆轴扭转时，若最大剪应力不超过材料的比例极限时，则扭矩M n 与扭转角ф存在线性关系：
p
n GI L M 0
=
ϕ 432
d I p π
=
为圆截面的极惯矩，d 为试件直径。
G —低碳钢剪切弹性模量
φ—距离为L 0的两截面之间的相对扭转角 M n —扭矩
当试件受到一定的扭矩增量△M n 后，在标距L 0内可量得相应的扭转角增量于是由上式可求得：
p
n I L M G ϕ∆∆=
试验按照等间隔分级加扭矩△M n 的方法进行，由扭角仪测得相应的扭转角增量△ф，即可求得G 。
JY-2型扭角仪，试件装在支架的AB 间，其标距为L 0，直径d=10mm ，加荷臂长度为L ，测量臂长度为R ，百分表每格0.01mm.
每次加载时由百分表读出的是△δ L P M n ⋅∆=∆ R δ
ϕ∆=∆ δπ∆∆=4
032d P R LL G 三、实验设备
扭角仪、百分表、游标卡尺 四、实验数据整理
1.确定力臂长度L 、测臂长度R
2.每加一级载荷读出百分表下降位移△δ共加4～5级。
卸载后再重复前面操作，共做3次按下式算出平均值 n δδ∑∆=
∆平 R 平δϕ∆=∆ 平
δπϕ∆∆=∆∆=40032d P
R LL I L M G p n 1．。
试验一 弹性模量和泊松比的测定实验
试验一弹性模量和泊松比的测定实验弹性模量和泊松比的测定实验大纲1. 通过材料弹性模量和泊松比的测定实验，使学生掌握测定材料变形的基本方法，学会拟定实验加载方案，验证虎克定律。
2. 电测材料的弹性模量和泊松比，使学生学会用电阻应变计和电阻应变仪测量材料的变形。
主要设备：材料试验机或多功能电测实验装置；主要耗材：低碳钢拉伸弹性模量试样，每次实验1根。
拉伸弹性模量（E）及泊松比（μ）的测定指导书一、实验目的1 、用电测法测量低碳钢的弹性模量 E 和泊松比μ2 、在弹性范围内验证虎克定律二、实验设备1 、电子式万能材料试验机2 、XL 2101C 程控静态电阻应变仪3 、游标卡尺三、实验原理和方法测定材料的弹性模量 E ，通常采用比例极限内的拉伸试验，材料在比例极限内服从虎克定律，其关系式为:（1-1）由此可得（1-2 ）式中： E ：弹性模量P ：载荷：试样的截面积Sε：应变ΔP 和Δε分别为载荷和应变的增量。
由公式（1-2）即可算出弹性模量 E 。
实验方法如图1-1所示，采用矩形截面的拉伸试件，在试件上沿轴向和垂直于轴向的两面各贴两片电阻应变计，可以用半桥或全桥方式进行实验。
1、半桥接法：把试件两面各粘贴的沿轴向（或垂直于轴向）的两片电阻应变计（简称工作片）的两端分别接在应变仪的A、B 接线端上，温度补偿片接到应变仪的B、C 接线端上，然后给试件缓慢加载，通过电阻应变仪即可测出对应载荷下的轴向应变轴r ε值（或横向应变值横r ε）。
再将实际测得的值代入（1-2）式中，即可求得弹性模量 E 之值。
2、全桥接法：把两片轴向（或两片垂直于轴向）的工作片和两片温度补偿片按图1-1中（a)( 或（b)) 的接法接入应变仪的 A 、 B 、 C 、 D 接线柱中，然后给试件缓慢加载，通过电 阻应变仪即可测出对应载荷下的轴向应变值轴r ε（或垂直于轴向横r ε），将所测得的ε值代入（1-2）式中，即可求得弹性模量 E 之值。
剪切弹性模量g的测定实验报告
剪切弹性模量g的测定实验报告实验目的：通过实验测定剪切弹性模量g的数值，了解材料在受剪切应力作用下的变形特性。
实验仪器和材料：1. 剪切弹性模量测定仪。
2. 金属样品。
3. 千分尺。
4. 螺旋测微器。
5. 电子天平。
6. 螺旋压力计。
实验原理：剪切弹性模量g是表征材料在受剪切应力作用下的变形特性的物理量。
在实验中，我们通过对金属样品施加剪切应力，然后测定其应变和应力，最终计算出剪切弹性模量g的数值。
实验步骤：1. 用千分尺测量金属样品的截面积S，并用螺旋测微器测定金属样品的长度L。
2. 将金属样品固定在剪切弹性模量测定仪上，调整仪器使其处于平衡状态。
3. 通过螺旋压力计施加一定的剪切应力，并记录下施加的力F。
4. 根据施加的力F和金属样品的截面积S计算出剪切应力τ=F/S。
5. 通过测微器测量金属样品的位移Δx，计算出金属样品的剪切应变γ=Δx/L。
6. 根据剪切应变γ和剪切应力τ计算出剪切弹性模量g=τ/γ。
实验数据处理：根据实验步骤中得到的数据，我们可以计算出剪切弹性模量g的数值。
为了提高数据的准确性，我们需要进行多次实验，并对数据进行平均处理。
实验结果：经过多次实验和数据处理，我们得到金属样品的剪切弹性模量g的数值为XXX。
实验分析：通过实验测定得到的剪切弹性模量g的数值，可以反映出金属样品在受剪切应力作用下的变形特性。
这对于材料的工程应用具有重要的意义。
实验结论：通过本次实验，我们成功测定了金属样品的剪切弹性模量g的数值为XXX。
这一结果对于深入理解材料的力学性能以及工程应用具有一定的指导意义。
实验注意事项：1. 在实验过程中要注意安全，避免发生意外伤害。
2. 实验数据的准确性对于结果的可靠性具有重要影响，因此需要严格控制实验条件和操作技巧。
实验改进：在今后的实验中，可以进一步改进实验方法，提高数据的准确性和可靠性。
总结：本次实验通过测定剪切弹性模量g的数值，深入了解了材料在受剪切应力作用下的变形特性，为材料力学性能的研究和工程应用提供了重要的参考依据。
剪切弹性模量G的测定实验
进行剪切实验
在剪切仪上施加剪切力， 记录试样的剪切变形量。
数据记录和处理
记录实验数据
包括各级剪切力、对应的剪切变形量以及试样破坏时 的最大剪切力和变形量。
数据处理
根据实验数据，计算剪切弹性模量g，并分析实验结 果。
绘制应力-应变曲线
将实验数据整理成应力-应变曲线，分析材料的剪切 性能。
04 实验结果分析
剪切弹性模量g的测定实验
目录
• 实验目的 • 实验原理 • 实验步骤 • 实验结果分析 • 实验结论
01 实验目的
了解剪切弹性模量的定义和意义
01
剪切弹性模量g是指在剪切应力作 用下，材料抵抗剪切形变的能力 ，是材料的重要力学性能指标之 一。
02
了解剪切弹性模量的定义和意义 有助于理解材料的力学行为，为 工程设计和材料选择提供依据。
注意事项包括确保测量系统的准确性 和稳定性、控制实验环境条件、正确 处理实验数据等。
02 实验原理
剪切弹性模量的定义和计算公式
剪切弹性模量g是衡量材料抵抗剪切形变能力的物理量，其计算公式为：g=σ/γ，其 中σ为剪切应力，γ为剪切应变。
剪切弹性模量g反映了材料在剪切力作用下的刚度，其值越大，材料抵抗剪切形 变的能力越强。
实验结果
得出了剪切弹性模量g的数值，与理论值进行了比较，并进行了误 差分析。
对实验的反思和改进建议
反思
对实验过程中可能存在的误差来源进 行了分析，如测量误差、样品不均匀 等。
改进建议
提出了减少误差的方法，如提高测量 精度、优化样品制备等。
对实际应用的启示和展望
启示
实验结果对实际工程中土体稳定性分析 、地基处理等具有一定的参考价值。
剪切弹性模量G的测定实验
剪切弹性模量G的测定实验
剪切弹性模量G是固体材料的机械性能参数之一，以描述材
料在剪切加载下的变形特性。
测定剪切弹性模量G的实验方
法有多种，下面介绍一种简单的方法。
实验器材：
1. 仪器：剪切试验机
2. 仪表：数字测力计
实验步骤：
1. 将待测样品从材料筛选出一条长方形条形试样，并对其尺寸进行测量。
将试样放在剪切试验机的夹具上。
2. 在试样的边缘处贴上四个测力计。
三个测力计在同一平面上，相互平分试样的宽度。
第四个测力计平行于前三个，贴在试样的中心。
3. 开始加载试样，让剪切试验机以恒定速度施加剪切力，使试样在剪切力下发生剪切变形。
同时测量贴在试样四个边缘上的测力计的变化。
4. 计算试样的剪切弹性模量，公式为G=F/(A×L)，其中F为施加的剪切力，A为试样纵截面积，L为试样长度。
根据测量得
到的测力计数据，可得到实验结果。
5. 计算数据误差，分析实验结果的可靠性。
注意事项：
1. 试样的几何形状和尺寸必须符合规定，以确保实验结果的可靠性。
2. 测力计的精度和灵敏度也是影响实验结果的重要因素，必须保证其准确性。
3. 实验中需要严格控制试样的加载速度，以避免实验结果的误差。
剪切弹性模量G的测定实验
∆ M n L0 ∆Gi = ϕi Iρ
( i = 1, 2)
当扭矩等量增加，在比例极限内测出相应的扭转角增量也等量增加， 则说明变形与载荷成正比，即剪切虎克定律的正确性得到验证。
四 实验步骤
1 测量试件几何尺寸，确定加载方案。 2 预加载荷至略小于终载，然后卸载，调整扭角仪各部位使其处 于良好状态。 3 每增加一级载荷，记录下千分表的读数，直至当次实验完成； 卸载，调整仪器，为第二次实验做准备。 4 重复三次测试。 5 整理实验现场。
二 实验设备
1 扭角仪 2 千分表 3 游标卡尺
三 实验原理
扭角仪如右图所示。试件的相对 转角近似为
ϕ =δ b
δ—试件扭转时测点的位移 b—千分表距试件轴线距离
a) 装置图
由材料力学知，比例极限范围
ϕ =
M n L0 GI ρ
根据上式即可求得
G = M n L0 ϕI ρ
原理图Leabharlann b)实验采用增量法逐级加载，则
一试件扭转时测点的位移b千分表距试件轴线距离实验采用增量法逐级加载则012当扭矩等量增加在比例极限内测出相应的扭转角增量也等量增加则说明变形与载荷成正比即剪切虎克定律的正确性得到验证
剪切弹性模量G的测定 剪切弹性模量 的测定
一 实验目的
1 在比例极限范围内验证剪切虎克定律，测定低碳钢的剪切弹性模量G 2 了解扭角仪的工作原理
五 实验结果
Iρ =
πd 04
32
∆ M ni L 0 ∆ϕ i I ρ
2
Gi =
G j = ∑ Gi
i =1
G = (G1 + G2 + G3 )
六 注意事项
1、千分表顶杆应垂直于挡板，且要预压足够的行程 2、加载要稳定，不得带冲击 3、待载荷、千分表都稳定后开始读数
五种家具常用木材弹性常数及力学性能参数的测定
五种家具常用木材弹性常数及力学性能参数的测定张帆,李黎,张立,徐卓(北京林业大学材料科学与技术学院,北京100083)摘要:采用电测法和三点弯曲法对5种家具常用木材的弹性常数及主要力学性能参数进行了试验测定,并根据木材的正交异性原理对试验结果进行了统计分析。
对木材物理力学性能参数测定的试验方法进行研究和探讨,为实木家具结构力学设计提供材料性能参考数据。
关键词:木材弹性常数;力学性能;家具结构设计中图分类号:TS 612文献标识码:Ａ文章编号:2095-2953(2012)01-0016-04Study of the Determination of the Elastic Constants and Mechanical PropertyParameters of Five Kinds of Wood Commonly Used in FurnitureZHANG Fan,LI Li,ZHANG Li,XU Zhuo(College of Materials Science and Technology,Beijing Forestry University,Beijing 100083,China )Abstract :The te s t de te rm ina tio n o f the e las tic co ns tants a nd m e cha nica l pro pe rty pa ra m e te rs o f five kinds o f wo o d co m m o nly us ed in furniture is co nducted us ing a n e le ctrical m ea s ure m e nt m e thod a nd a thre e po int bending m etho d a nd a s ta tis tica l a na lys is o f the te s t re s ult is m a de acco rding to the o rtho tro pic principle o f w o od.The te s t m e thod fo r de term ining the phys ica l a nd m echanical pro pe rty pa ra m e te rs o f wo o d is s tudie d a nd dis cus s e d,which pro vide s a re fe re nce bas is fo r the s tructure m e cha nica l de s ig n of s olid furniture.Key words :wo o d e la s tic co ns ta nt;m e cha nica l pro perty;s tructura l de s ig n o f furniture木材的物理力学特性对实木家具构件的强度、刚度及稳定性具有重要的意义。
剪切弹性模量G的确定..
用电测法测定低碳钢弹性模量和泊松比
一、试验目的 1、测定低碳钢的弹性模量和泊松比。 2、在比例极限内，验证Hook定律。 3、初步学习使用电阻应变仪。 二、试验仪器 1、WJ10B型机械式万能材料试验机; 2、YJR5A型电阻应变仪; 3、矩形截面的低碳钢拉伸试件; 4、螺丝刀。
用电测法测定低碳钢弹性模量和泊松比
剪切弹性模量G的测定
3、在实验过程中填写下列表格 表一：试件、测试装臵原始数 试件公称直径 d0 10 200 l 试件标距
0
mm mm mm mm
测试点至轴线距离 b 试件极惯性矩 I p
150
剪切弹性模量G的测定
表二：实测扭矩及百分表读数 扭矩（Nm）
M ni
百分表读数（mm）
M ni
i
三、实验原理
1ห้องสมุดไป่ตู้测定低碳钢的弹性模量
测材料的弹性模量，一般采用比例极限内的 拉伸试验，材料在比例极限内服从虎克定律，其关 系式为
E P / A
由此可得
…………(1)
E P / A
…………(2)
用电测法测定低碳钢弹性模量和泊松比
如图所示，在拉伸试件上，沿轴向粘贴一电阻应 变片，并且把应变片的两端分别接在应变仪的某一个 点的A、B接线端，将补偿片接在B、C接线端，调整应 变仪，然后缓慢加载，测出对应载荷下的轴向应变值 轴，再将实际测得值带入（2）式，即可求得E值。
i
M n
剪切弹性模量G的测定
七、思考题 在实验中是怎样验证剪切虎克定律的？ 怎样测定和计算G？
用电测法测定低碳钢弹性模量和泊松比
拉伸试验中得到的屈服极限бS和强度极限бb，反映了材料 对力的承受能力，而延伸率δ 或截面收缩率ψ，反映了材料塑 性变行的能力。为了表示材料在弹性范围内抵抗变行的难易程 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，这是因为如果零件按应力设计定型后，在弹 性变形范围内的受力过程中，是以其所受负荷而产生的变形量 来判断其刚度的。一般按引起单位应变的负荷为该零件的刚度， 例如
剪切弹性模量g的测定实验报告
剪切弹性模量g的测定实验报告剪切弹性模量g的测定实验报告引言：剪切弹性模量g是描述材料在受到剪切力作用下变形程度的物理量。
它是衡量材料抵抗剪切变形的能力的重要参数之一。
本实验旨在通过测定不同材料的剪切弹性模量g，探究材料的剪切特性，为材料的工程应用提供参考。
实验原理：实验中，我们使用了一种常用的剪切实验方法——剪切梁实验。
剪切梁实验是通过加载一根悬臂梁，在梁上施加剪切力，测量梁的变形来确定剪切弹性模量g。
根据弹性力学理论，剪切弹性模量g可以通过以下公式计算得到：g = (3FL)/(2bh^3d)其中，F是施加在梁上的剪切力，L是梁的长度，b是梁的宽度，h是梁的高度，d是梁的最大位移。
实验步骤：1. 准备工作：清洁实验器材，确保实验环境整洁。
2. 制备剪切梁：根据实验要求，制备不同材料的剪切梁，保证宽度、高度和长度的准确度。
3. 悬挂梁：将剪切梁悬挂在实验平台上，注意调整悬挂位置，使得剪切力均匀施加在梁上。
4. 施加剪切力：使用力传感器施加剪切力，并记录施加的力值。
5. 测量梁的变形：使用位移传感器测量梁的最大位移，并记录下来。
6. 计算剪切弹性模量：根据实验原理中的公式，计算剪切弹性模量g，并记录下来。
7. 重复实验：重复以上步骤，对不同材料进行剪切弹性模量的测定。
实验结果与分析：通过实验，我们得到了不同材料的剪切弹性模量g的测定结果。
将这些结果进行整理和分析，可以发现不同材料之间的剪切弹性模量存在一定的差异。
首先，我们可以观察到不同材料的剪切弹性模量g的大小不同。
这表明不同材料对剪切变形的抵抗能力不同。
例如，金属材料通常具有较高的剪切弹性模量g，表明金属材料在受到剪切力作用下变形较小，具有较好的抗剪切性能。
而某些塑料材料的剪切弹性模量g较低，表明这些材料在受到剪切力作用下变形较大，抗剪切性能较差。
其次，我们还可以观察到相同材料在不同条件下的剪切弹性模量g可能存在差异。
这可能是由于实验过程中的误差或者材料本身的特性引起的。
切变模量G的测定
纯扭转变形下测定金属材料的切变模量G[实验目的]1、学习测量材料切变模量的一种方法。
2、在比例极限内，验证剪切胡克定律，并测量铝合金的切变模量G 。
3、学习并掌握利用百分表测量微小长度变化的操作要点和方法。
4、学习用逐差法处理数据。
[使用仪器设备和工具]纯扭转加载装置、测力装置、百分表、扳手等。
[加载装置介绍]如上图所示，空心圆管试样（扭转轴）左端固定，右端由一轴承支撑（此处轴承芯与圆管试样固接，用三个朔料手柄均匀的受力拧紧——使轴承芯位于轴承座的中心，把轴承固定在轴承座上，以防止圆管右端受横向力作用而发生弯曲变形，从而保证圆管只受扭矩作用，实现圆管的纯扭转变形），圆管的右端部固结一根与其轴线相垂直的扭臂，在扭臂一端部施加横向力F ，另一端固定一直板（轴线与空心圆管轴线平行）伸出轴外，再在其端部用测量位移的百分表（或千分表）来测量其变形。
[实验原理]1. 切变模量G 的测定由剪切胡克定律可知，在材料的剪切比例极限τP 内，对于一种材料制成的圆轴来说，其扭转变形时的扭转角υ与其所受的扭力偶矩M T 成正比，其计算公式为：扭转轴固定座 百分表夹表杆ρTρGIGILMTL φ==式中，T = M T 为扭矩，L 为扭转轴的标距长度，I ρ为扭转轴横截面的极惯性矩，G = M T L ／υI ρ为比例系数，其数值随材料不同而异，称为材料的切变模量。
在上述加载装置中，M T = F ·L N ，υ ≈ Y b ／L b = N ／mL b ，I ρ= π(D 4－d 4)／32，于是有：)(32G 44b N dDN LLFL m-=式中，Y b = N ／m 为用百分表（或千分表）测得的扭臂外伸直板上百分表触点处的竖向位移，N 为对应百分表（或千分表）转过的格数，m 为百分表（或千分表）表对竖向位移的放大倍数（用百分表测量m = 100 ，若用千分表测量m = 1000）；L N 为扭力臂长度，即力F 的作用点至圆管轴线的距离；L b 为扭臂外伸直板上百分表触点处至圆管轴线的距离。
实验三金属材料的剪切弹性模量测定及扭转破坏实验
实验三 金属材料的剪切弹性模量测定及扭转破坏实验一、实验目的和要求1．测定低碳钢的剪切弹性模量G 。
2．测定低碳钢的剪切屈服点s τ、抗剪强度b τ和铸铁的抗剪强度b τ，观察扭矩—扭转角曲线（T —φ曲线）。
观察两类材料试样扭转破坏断口形貌，并进行比较和分析。
3．观察两类材料试样扭转破坏断口形貌，并进行比较和分析。
4．验证圆截面杆扭转变形的胡克定律（ p /GI TL =Φ ）。
二、实验设备和仪器微机控制扭转试验机，游标卡尺等。
三、实验原理和方法遵照国家标准(GB/T10128—1988)采用圆截面试样的扭转试验，可以测定各种工程材料在纯剪切情况下的力学性能。
如材料的剪切屈服点s τ和抗剪强度b τ等。
圆截面试样须按上述国家标准制成(如图4-1所示)。
试样两端的夹持段铣削为平面，这样可以有效地防止试验时试样在试验机卡头中打滑。
图4-1微机控制扭转试验机的绘图系统可绘制扭矩一扭转角曲线，简称扭转曲线（图4-2 a、b中的T一φ曲线）。
从图4-2 a可以看到，低碳钢试样的扭转试验曲线由弹性阶段( oa段)、屈服阶段( ab段)和强化阶段( cd段)构成，但屈服阶段和强化阶段均不像拉伸试验曲线中那么明显。
由于强化阶段的过程很长，图中只绘出其开始阶段和最后阶段，破坏时试验段的扭转角可达10π以上。
a）低碳钢b) 铸铁图4-2图4-2 b所示的铸铁试样扭转曲线可近似地视为直线( 与拉伸曲线相似，没有明显的直线段)，试样破坏时的扭转变形比拉伸破坏时的变形要明显得多。
从微机控制扭转试验机上可以读取试样的屈服扭矩T s 和破坏扭矩T bT s s /W T =τ 和 T b b /W T =τ计算材料的剪切屈服点s τ 和抗剪强度 b τ，式中： 16/30T d W π=为试样截面的抗扭截面系数。
需要指出的是，对于塑性材料，采用实心圆截面试样测量得到的剪切屈服点τS 和抗剪强度τb 高于薄壁圆环截面试样的测量值，这是因为实心圆截面试样扭转时横截面切应力分布不均匀所致。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
剪切弹性模量G 的测定
（一）实验目的
在比例极限内测定低碳钢的扭转剪切模量以验证虎克定律。
（二）实验仪器
1．NY —4扭转测G 仪 2．KL —150游标卡尺 （三）实验原理
验证扭转变形公式或测定剪变摸量G 都需要准确测定试件的扭转角。
扭角仪的构造原理及按装示意图如图4.1，0l 为按装扭角仪的两个截面A 、B 的距离。
从图中可以看出，测剪切模量实际上是测试件两个截面转角所对的弦长，有了弦长，把弦长近似的当成弧长δ，有了弧长再知道半径b 就可以算出转角。
b
δ
=
Φ
图3-4.1
测剪切模量实际上是测试件两个截面转角所对的弦长，有了弦长，把弦长近似地当成弧长δ，有了弧长再知道半径b 就可以算出转角。
b
δ
=
Φ
由材料力学知，在剪切比例极限内，圆轴的变形公式为
P
GI TL 0
=
Φ 由以上公式可以写成P
I L T G ⋅Φ⋅=
式中T 为扭矩，I P 为圆截面的极惯性矩，L 0为标距。
图3-4.2
以低碳钢试件进行实验时，可以用增量法施加扭矩，每次增加的扭矩T ∆如图3-4.2都相等。
加载过程中，每一个扭矩i T 都对应着相应的扭转角i Φ，这样，只要求出扭矩增量T ∆对应的扭转角增量，再求出扭转角增量的平均值，就可以利用下式计算出剪切弹性摸量。
m
P I L T G ∆Φ⋅⋅∆=
（四） 实验步骤
1. 把扭角仪装到试件上，标距大约在150mm 左右。
2. 把百分表装上，表头预压到小针在1~2格。
3. 旋转表盘使大针指零，而后逐个加法码记下表上的读数。
4. 测两次取线性关系好的一组数据，计算弹性模量G 。
（五） 实验数据及处理
1． 实验数据及计算结果
剪切弹性模量。
平均11
1()n
m i i i n δδδ-=∆=-∑
100m m b b
δ∆∆Φ=
=（mm ）
式中：n 为加载级数。
2．作Φ-T 图
以扭矩T 为纵坐标，扭转角Ф为横坐标，作Φ-T 图。
观察各点是否近似在一条直线上，以验证虎克定律。
作图时，应使用坐标纸，并选择合适的比例尺。