剪切弹性模量G的测定
- 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