电测法,拉伸试验
材料弹性常数Eμ的测定——电测法测定弹性模量E和泊松比μ
材料弹性常数Eμ的测定——电测法测定弹性模量E和泊松比μ材料的弹性常数是描述材料在受力作用下的变形性能的指标，常用的弹性常数有弹性模量E和泊松比μ。
弹性模量E是材料受力后单位应力引起的单位变形量，而泊松比μ是指材料沿一个方向的单位变形引起的另一个方向单位变形的比值。
在实际工程中，需要准确测定材料的弹性常数，以便设计和计算工程结构的变形和应力分布。
其中，弹性模量E的测定是相对简单和常用的，主要有拉伸试验、压缩试验和弯曲试验等方法。
而泊松比μ则需要通过更复杂的测试方法进行测定。
本文主要介绍电测法测定材料的弹性模量E和泊松比μ的原理和应用。
一、电测法测定弹性模量E电测法是通过测量材料受力后的电阻变化来间接计算材料的弹性模量。
根据导体的电阻与其长度、横截面积和电阻率之间的关系，当材料受到力作用后，其长度和横截面积都会发生变化，从而导致电阻发生变化。
由此可以利用电阻与长度和横截面积的关系，计算出材料的弹性模量。
电测法测定弹性模量E的步骤如下：1.制备测量样品：首先制备出符合测量要求的样品，通常为长条形状，并且长度和横截面积要容易测量。
2.安装测量装置：将样品安装在测量装置上，一般采用四点法或截面法进行测量。
在四点法中，两对电极分别用来传输电流和测量电压。
在截面法中，材料上有两组电极，用来传输电流和测量电压。
3.施加载荷：施加拉力或压力载荷到样品上，使其发生变形。
4.记录电阻变化：通过测量电阻的变化，可以得到材料受力后的长度变化。
5.计算弹性模量E：利用导线的电阻与线长、横截面积和电阻率的关系，结合样品的长度变化，可以计算出材料的弹性模量。
电测法测定弹性模量E的优点是测量简便、快速，对试样的要求相对较低，可以测量各种类型的材料。
但是该方法的准确性受到试样的尺寸和形状的限制，并且测量结果受到试样固定约束的影响。
二、电测法测定泊松比μ泊松比μ描述了材料在沿一个方向的拉伸或压缩应力下，垂直于该方向的单位变形的比值。
材料测试方法汇总
材料测试方法汇总材料测试是一种通过实验和测试来评估材料性能和质量的过程。
不同类型的材料需要不同的测试方法来评估其特定的性能指标。
本文将综述一些常见的材料测试方法，包括力学性能测试、物理性能测试、化学性能测试和表面性能测试。
力学性能测试是评估材料在外力作用下的变形和破坏行为的关键方法。
常见的力学性能测试方法包括拉伸试验、弯曲试验、冲击试验和硬度测试等。
拉伸试验是测量材料在拉力下的变形行为。
通过在试样上施加一个拉力，可以测量其拉伸强度、屈服强度、断裂延伸率等参数。
弯曲试验是评估材料在弯曲载荷下的变形能力和弯曲强度的方法。
冲击试验是通过施加冲击载荷来评估材料在低温或高速载荷下的韧性和抗冲击能力。
硬度测试是用来评估材料抵抗表面压力的能力，常见的硬度测试方法包括布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度等。
物理性能测试是评估材料物理特性的方法，包括密度、热性能、电性能等。
密度测试是测量材料单位体积质量的方法，常用的测试方法有测量体积和质量来计算密度。
热性能测试是评估材料导热性、膨胀系数和燃烧特性的方法，常见的测试方法有热膨胀试验、导热系数测试和燃烧性能测试等。
电性能测试是评估材料导电性和绝缘性能的方法，常见的测试包括电导率测试、介电常数测试、绝缘电阻测试和击穿电压测试等。
化学性能测试是评估材料化学稳定性和耐腐蚀性的方法。
常见的化学性能测试方法包括溶解度测试、PH值测试、酸碱度测试和腐蚀性测试等。
溶解度测试是测量材料在不同溶剂中的溶解度的方法，常用的测试方法有浸泡法和萃取法等。
PH值测试是测量材料溶液酸碱程度的方法，常用的测试方法有PH试纸和PH计等。
酸碱度测试是评估材料对酸碱介质的耐受性的方法，常用的测试方法有浸泡法和撞击法等。
腐蚀性测试是评估材料在腐蚀介质中的腐蚀性能的方法，常用的测试方法有腐蚀试验、电化学腐蚀测试和盐雾腐蚀测试等。
表面性能测试是评估材料表面性质和处理效果的方法。
常见的表面性能测试方法包括表面硬度测试、表面粗糙度测试、表面张力测试和涂层附着力测试等。
拉伸时材料弹性模量e和泊松比的测定
实验三电测法测定材料的弹性模量和泊松比弹性模量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、电测法、自动检测法，本次实验用的是电测法。
一、 实验目的在比例极限内，验证胡克定律，用应变电测法测定材料的弹性模量E 和泊松比μ。
二、 实验仪器设备和试样1. 材料力学多功能实验台2. 静态电阻应变仪3. 游标卡尺4. 矩形长方体扁试件三、 预习要求1. 预习本节实验内容和材料力学书上的相关内容。
2. 阅读并熟悉电测法基本原理和电阻应变仪的使用操作。
四、实验原理和方法材料在比例极限范围内，正应力σ和线应ε变呈线性关系，即：εσE =比例系数E 称为材料的弹性模量，可由式3－1计算，即：εσ=E （3－1） 设试件的初始横截面面积为o A ，在轴向拉力F 作用下，横截面上的正应力为： o A F =σ 把上式代入式（3－1）中可得：εo A F E = （3－2） 只要测得试件所受的荷载F 和与之对应的应变ε，就可由式（3－2）算出弹性模量E 。
受拉试件轴向伸长，必然引起横向收缩。
设轴向应变为ε，横向应变为ε'。
试验表明，在弹性范围内，两者之比为一常数。
该常数称为横向变形系数或泊松比，用μ表示，即：εεμ'= 轴向应变ε和横向应变ε'的测试方法如下图所示。
在板试件中央前后的两面沿着试件轴线方向粘贴应变片1R 和'1R ，沿着试件横向粘贴应变片2R 和'2R 。
为了消除试件初曲率和加载可能存在偏心引起的弯曲影响，采用全桥接线法。
分别是测量轴向应变ε和横向应变ε'的测量电桥。
根据应变电测法原理基础，试件的轴向应变和横向应变是每台应变仪应变值读数的一半，即：r εε21= '='r εε21 实验时，为了验证胡克定律，采用等量逐级加载法，分别测量在相同荷载增量F ∆作用下的轴向应变增量ε∆和横向应变增量ε'∆。
混凝土强度测试方法
混凝土强度测试方法混凝土强度是在建筑、道路、桥梁等工程中至关重要的参数。
为了确保结构的安全和耐久性，对混凝土强度进行准确的测试是必不可少的。
本文将介绍几种常见的混凝土强度测试方法，包括非破坏性测试和破坏性测试。
一、非破坏性测试方法1. 渗透法测试渗透法测试是一种常用的非破坏性测试方法，用于测量混凝土的渗透性。
该方法通过在混凝土表面施加压力，观察渗透剂在混凝土内部的渗透情况来评估混凝土的强度。
渗透法测试简单、快速，并且不会对混凝土结构造成损坏。
2. 超声波测试超声波测试是另一种常见的非破坏性测试方法，用于测量混凝土中的声波传播速度来推断其强度。
该方法通过将声波传播到混凝土中，并记录其传播时间和距离，从而计算出混凝土的速度。
超声波测试能够快速、准确地评估混凝土的强度，但在混凝土结构较大或存在较多杂音的情况下可能会受到干扰。
3. 核磁共振测试核磁共振测试是一种先进的非破坏性测试方法，可以准确测量混凝土内部的水分含量和强度。
该方法利用磁场和无线电波与混凝土相互作用，通过测量信号的特征来获取混凝土的信息。
核磁共振测试具有高精度和无损伤的特点，但设备昂贵且操作复杂。
二、破坏性测试方法1. 压缩试验压缩试验是最常见的破坏性测试方法之一，用于测定混凝土的抗压强度。
该方法通过施加压力到混凝土试件上，并记录其在加载过程中的变形和破坏情况来评估混凝土的强度。
压缩试验结果可用于设计和评估混凝土结构的承载能力。
2. 弯曲试验弯曲试验是另一种常用的破坏性测试方法，用于评估混凝土的抗弯强度。
该方法通过在混凝土试件上施加弯矩，并观察其在加载过程中的变形和破坏情况来测定混凝土的强度。
弯曲试验可以模拟混凝土在实际工程中受到的弯曲力，对于评估结构的安全性非常重要。
3. 拉伸试验拉伸试验主要用于测量混凝土的抗拉强度。
该方法将拉力施加到混凝土试件上，并观察其在加载过程中的变形和破坏情况来确定混凝土的强度。
拉伸试验对于一些特殊工程而言可能更为关键，如悬索桥的锚固段等。
化学领域中的材料性能测试方法
化学领域中的材料性能测试方法材料性能测试是化学领域中至关重要的一项工作。
它对于研发和制造各种化学材料，如金属、塑料、橡胶、高分子材料等，具有重要的指导作用。
通过材料性能测试，可以评估材料的力学性能、热学性能、电学性能、光学性能等，为材料的研发和应用提供科学依据。
1. 力学性能测试方法力学性能是材料工程中最常见的性能之一，主要包括材料的强度、韧性、硬度等指标。
常用的力学性能测试方法有拉伸试验、压缩试验、弯曲试验等。
拉伸试验是一种常见的力学性能测试方法，通过对试样施加正向力来测定材料的抗拉强度、屈服强度和延伸率等。
压缩试验用于测定材料的抗压强度和变形特性，常用于金属和陶瓷材料的测试。
弯曲试验则用于测定材料的弯曲强度和弯曲模量。
2. 热学性能测试方法热学性能测试涉及材料的导热性、热膨胀性等性能指标。
导热性测试是一种常用的热学性能测试方法，主要用于测定材料的导热系数。
常见的导热性测试方法有热传导仪法和热释电法等。
热膨胀性测试用于测定材料的线膨胀系数和体膨胀系数，常见的测试方法有膨胀仪法和激光干涉法等。
3. 电学性能测试方法电学性能测试是研究材料的电导率、介电常数等电学性质的方法。
电导率测试是电学性能测试中的重要方法之一，用于测定材料的电导率和电阻率。
常用的电导率测试方法有四探针法、电导率仪器法等。
介电常数测试用于测定材料在电场作用下的电导率和介电耗散因子，常见的测试方法有介电分析法和介电谐振法等。
4. 光学性能测试方法光学性能测试主要用于研究材料的光学特性，如折射率、透射率、反射率等。
透射率测试是光学性能测试中的一种常用方法，用于测定材料对光的透明程度。
反射率测试用于测定材料对光的反射能力，常见的测试方法有透射—反射法和半球积分法等。
折射率测试用于测定材料在光场中的折射性能，常用的测试方法有折射光栅法和竖直玻璃分杯法等。
总结而言，化学领域中的材料性能测试方法涵盖了力学性能、热学性能、电学性能和光学性能等多个方面。
拉伸实验
拉伸试件要求 拉伸试件要求
S0=πd2/4
S0=ab
比例试件要求（国家标准规定使用短比例试件）
圆试样
矩形试样
短比例试件: L0=5d 短比例试件: L0=5.65√S0 长比例试件: L0=10d 长比例试件: L0=11.3√S0
σ
力学性能指标 ReH
Rm
强度指标:
上屈服强度
E
R eH
下屈服强度
某种金属拉伸曲线
高分子材料拉伸曲线和力学特性
高分子材料力学性能特性 高分子材料也叫高聚物，具有大分子链结构和特有的热运动。这决定了它的力学特
性——低强度（几十MPa)、高弹性低刚度(1～5GPa)，粘弹性（变形与时间有关）、重 量轻、绝缘、耐腐蚀。有热塑性材料（受热软化冷却变硬再受热又软化，成型方便）和 热固性材料（一次成形，不再软化）两种。
实验设备
1、材料试验机
3104教室：WDW－100电子万能试验机 3106教室：CSS2210电子万能试验机
2、标距50mm引伸计 3、 0.02mm游标卡尺
试件：
低碳钢φ10圆试件,铝合金φ10圆试件 ，铸铁 φ12圆试件
实验要求及安排
一．每组完成一根金属塑性材料拉伸实验
1、按要求在试件上画标距线，测量试件原始数据 2、完成拉伸实验。实验分两步进行：
=
F eH S0
抗拉强度
R eL
=
F eL S0
塑性指标:
Rm
=
Fm S0
断后伸长率 A = Lu − L0 ×100%
L0
ReL
P
ε
σ
断面收缩率 Z = S0 − Su ×100%
σ
S0
拉伸试验的指标和试验方法
拉伸试验的指标和试验方法拉伸试验tensile test测定材料在拉伸载荷作用下的一系列特性的试验，又称抗拉试验。
它是材料机械性能试验的基本方法之一，主要用于检验材料是否符合规定的标准和研究材料的性能。
性能指标拉伸试验可测定材料的一系列强度指标和塑性指标。
强度通常是指材料在外力作用下抵抗产生弹性变形、塑性变形和断裂的能力。
材料在承受拉伸载荷时，当载荷不增加而仍继续发生明显塑性变形的现象叫做屈服。
产生屈服时的应力，称屈服点或称物理屈服强度，用σS（帕）表示。
工程上有许多材料没有明显的屈服点，通常把材料产生的残余塑性变形为 0.2％时的应力值作为屈服强度，称条件屈服极限或条件屈服强度，用σ0.2 表示。
材料在断裂前所达到的最大应力值，称抗拉强度或强度极限，用σb（帕）表示。
塑性是指金属材料在载荷作用下产生塑性变形而不致破坏的能力，常用的塑性指标是延伸率和断面收缩率。
延伸率又叫伸长率,是指材料试样受拉伸载荷折断后,总伸长度同原始长度比值的百分数,用δ表示。
断面收缩率是指材料试样在受拉伸载荷拉断后，断面缩小的面积同原截面面积比值的百分数，用ψ表示。
条件屈服极限σ0.2、强度极限σb、伸长率 δ和断面收缩率ψ是拉伸试验经常要测定的四项性能指标。
此外还可测定材料的弹性模量E、比例极限σp、弹性极限σe等。
试验方法拉伸试验在材料试验机上进行。
试验机有机械式、液压式、电液或电子伺服式等型式。
试样型式可以是材料全截面的，也可以加工成圆形或矩形的标准试样。
钢筋、线材等一些实物样品一般不需要加工而保持其全截面进行试验。
试样制备时应避免材料组织受冷、热加工的影响，并保证一定的光洁度。
试验时，试验机以规定的速率均匀地拉伸试样，试验机可自动绘制出拉伸曲线图。
拉伸实验心得体会
拉伸实验心得体会篇一：力学实验课课程学习体会本门课程实验涉及到低碳钢拉伸实验、电测法测梁应力、固井水泥强度测试、玻璃套管压扁实验、法兰盘受压实验、三点弯实验。
分别涉及到材料性能学、实验力学电测法、能源开采领域、工程材料等。
进行的操作有测量、贴应变片、焊接、应变仪使用、多功能试验机使用、记录等。
收获与体会如下：一、发挥主观能动性去做试验、完成实验报告。
实验过程中要多思考，思考实验每一步的用途以及为什么这么做。
在有限的课堂时间内投入到无限的学习思考中去。
实验报告的完成不能仅仅认为完成老师给的模板上提出的问题就行，比如老师要求做相应的数值模拟，不应该只是把数值模拟的图弄上去，应该明白老师要求数值模拟的意义何在，必须分析数值模拟的结果，再和实验结果相比较，，思考两种方法的不同，相互检验，互相补充。
但我们最开始甚至做一条曲线，都不进行描述，这样都属于没有发挥主观能动性。
二、实验研究方法。
每个实验的考察点都不相同，没有重复的内容，在实验报告数据处理的过程中，学会了实验研究的系统方法：1.实验设计，目的性要强，方法要最优。
作实验之前，要明确设计的实验是否有一定的研究意义；预想经过设计的加载方式和实验操作，能得到什么样的结果；实验材料在工程上会有什么样的受力；如何设置最优的实验方案，实验数据如何采集。
甚至小到应变片到底粘到哪个位置，都必须结合材料特性及生产实际来设计实验。
在三点弯实验中，遇到了加载设置和数据采集的问题。
这些都需要我们去最优设计。
2.实验操作要规范、合理、专业。
以前接触的实验基本上是老师让动哪个按钮就动哪个，不了解实验仪器，也不去想思考为什么要这样操作。
但是在本门课程中，老师一直强调要自己动手操作，要把自己放在一个专业的角度，去操作仪器，完成实验。
印象比较深的是做固井水泥实验的时候，使用了动态应变仪。
老师提问：共有多少种应变仪，该如何选用。
当时觉得有哪个用哪个不就行了吗，但是实际工程中如果测应变的话，必须根据应变的性质来选用，每种应变仪的功能都不一样，必须清楚选用规则。
拉伸试验
拉 伸 试 验
3、扭转：即在一对 大小相等、转向相 反、作用平面与杆 轴垂直的力偶作用 下，杆的任意两截 面发生绕轴线的相 对转动。
拉 伸 试 验
4、平面弯曲：由于 垂直于杆件轴线的横 向力作用，或作用于 与轴线平行的某平面 内的力偶引起的，表 现为杆件的轴线由直 线变为平面曲线。
拉 伸 试 验
拉 伸 试 验
真实应变
dl l t ln ln 1 0 l l0 l0
真实应力
l
P st A
式中，l、A为加载过程中任意一时刻标距内的真实 长度和横截面的真实面积。εt、σt也只适用于试 件发生严重的局部变形。
拉 伸 试 验
四、试验原理 1．测定低碳钢拉伸机械性能(ss、 sb 、 d、 y )
拉 伸 试 验
三、光测法 光测法是利用光波在某些透明介质材料制成的受 力模型中所产生的暂时双折射光波干涉条纹图或光波 反射产生的干涉条纹图来分析、确定各测量点的应力。 现在光测法有光弹性测量、激光全息干涉法、散 斑干涉法、云纹法等。 光测法的优点是能够测量整个应力场的应力分布。 它不仅能测量构件表面的应力，而且也能采用冻结、 切片技术测定试件内部测量点的应力。
拉 伸 试 验
杆件变形的基本形式
在不同形式的外力作用下，杆件变形的基本 形式有以下几种：
1、轴向拉伸和压缩： 即在一对大小相等、 方向相反、作用线与 轴线重合的外力的作 用下，杆件的长度发 生伸长或缩短。
拉 伸 试 验
2、剪切：即在一对 作用线垂直杆轴且 相距很近、大小相 等、方向相反的外 力作用下，杆件的 横截面沿外力的作 用方向发生错动。
拉 伸 试 验
2．测定灰铸铁抗拉强度 sb
F
混凝土强度测试的几种方法
混凝土强度测试的几种方法一、引言混凝土是建筑工程中常用的一种材料，其强度是评估混凝土结构物质量的主要指标之一。
因此，混凝土强度测试是建筑工程中的一项重要工作。
本文将介绍混凝土强度测试的几种常用方法。
二、非破坏性测试法1.超声波法超声波法是一种非破坏性测试方法。
它利用超声波在混凝土中传播的速度来测量混凝土的强度。
测试时需将超声波探头放置在混凝土表面，向混凝土中发射超声波，并测量超声波传播的时间和距离。
通过计算得出混凝土的强度。
该方法具有快速、准确、不破坏混凝土等优点。
但其测试结果受波速变化、混凝土的密度、含水率等因素的影响，因此需根据实际情况选择合适的修正系数。
2.电阻率法电阻率法是一种利用混凝土导电性与强度之间的关系进行测试的方法。
测试时需将电极插入混凝土中，通过测量电阻率来推算混凝土的强度。
该方法具有简单、快速、不破坏混凝土等优点。
但其测试结果受混凝土中含水率、气孔率、电极间距等因素的影响，因此需进行修正。
三、破坏性测试法1.压缩强度试验法压缩强度试验法是一种直接测量混凝土抗压强度的方法。
测试时需将混凝土试块放置在试验机上，以一定速度施加压力，测量试块在压力下破坏的最大载荷。
通过计算得出混凝土的抗压强度。
该方法具有准确、可靠等优点，但其测试过程中会破坏混凝土试块，因此不适用于现场测试。
2.拉伸强度试验法拉伸强度试验法是一种直接测量混凝土抗拉强度的方法。
测试时需将混凝土试块放置在试验机上，以一定速度施加拉力，测量试块在拉力下破坏的最大载荷。
通过计算得出混凝土的抗拉强度。
该方法具有准确、可靠等优点，但其测试过程中会破坏混凝土试块，因此不适用于现场测试。
3.间接试验法间接试验法是一种通过测量混凝土其他物理性质来间接推算其强度的方法。
常用的间接试验法有冻融试验法、硬度试验法等。
这些方法具有简单、快速等优点，但其测试结果受混凝土中含水率、气孔率等因素的影响，误差较大。
四、结论综上所述，混凝土强度测试的方法主要分为非破坏性测试法和破坏性测试法两种。
第一章拉伸试验
§1-1 低碳钢、铸铁拉伸实验预习报告1、在测量试件直径时每测点需垂直测量两次，其目的在于减小何种几何形状误差？2、在测量试件直径时要进行三点测量，取三点测量的平均值作为试件直径的判定值是否可行？应如何确定试件直径的判定值？3、已知所用游标卡尺最小单位为0.02mm，一同学测得某测点的最小平均直径为9.85mm，判断该值是否可能，若认为可能请举例说明。
并确定当该试件为短试件时的标距L O及每个分格的长度。
4、查相关资料明确低碳钢牌号Q235及灰铸铁牌号HT200的力学特征。
5、预估直径为10mm 低碳钢Q235及灰铸铁HT200的抗拉极限承载力，并陈述依据。
6、实验采集过程中对采集通道调零时，试件及油缸控制按钮应处于何种状态？7、在进行正式实验加载时，在按下油缸下行按钮前进油手轮及回油手轮应处于何种状态？8、在测量断裂后标距L K时，当断口较靠近标距的端部时，为何要进行移位处理？其依据是什么？9、选择长试件或选择短试件对被测试件的哪些指标有影响？有何影响（增大还是减小）？*10、在进行测试结果分析时，你认为对计算结果按有效数字的位数进行保留还是按小数点后保留几位小数进行？*11、低碳钢试件在断裂时，试件已颈缩，其所承受的荷载已开始下降，此时在颈缩点的kσ与名义bσ相比你认为那一个更大？并陈述理由。
12、你想了解的其它问题。
13、实验指导书中的错误及不足之处。
申请人（包括小组成员）：申请实验时间：申请日期：审批结论：审批人及时批时间：§1-2 低碳钢、铸铁拉伸实验报告一、实验目的二、实验设备（需填写型号及编号）三、原始数据及实验结果四、实测实验曲线草图五、以对比的方式简述两种典型材料的实验现象*六、不考虑应力集中的前提下，估算低碳钢试件断裂瞬间的最大应力(σk)。
并与强度极限(σb)相比较。
七、实验中遇到的问题及解决办法姓名：班级:小组成员：指导教师:实验日期：报告日期:数据文件名称及保存地址：实验成绩：FΔLOFΔLO低碳钢（Q235）铸铁(HT200)§2-1 低碳钢、铸铁压缩实验预习报告1、预估直径为12mm 低碳钢Q235的屈服承载力，并陈述依据。
拉伸实验
纯铝的塑性变形图象
脆断断口
加载方式与应力状态
σ
σ
τ
应力状态
应力状态
应力状态
轴向拉伸
轴向压缩
扭转
铸铁材料的压缩曲线
抗压强度约865MPa 抗压强度约585MPa
铸铁拉伸曲线
抗拉强度 约238MPa
压缩试件直径10mm 拉伸试件直径12mm
低碳钢（铸铁）压缩曲线
低碳钢
问题： 1低碳钢拉压 性能对比 2 铸铁拉压性 能对比
拉伸问题说明（1） －新旧实验标准符号对比
新标准 性能名称 断面收缩率 断后伸长率 屈服强度 上屈服强度 下屈服强度 规定非比例延伸 强度 抗拉强度 符号 Z A A11.3 － ReH ReL RP 例如：RP0.2 Rm 旧标准 性能名称 断面收缩率 断后伸长率 屈服点 上屈服点 下屈服点 规定非比例伸长 应力 抗拉强度 符号 Ψ δ5 δ10 σS σSU σSL σP 例如：σ σb
P0.2
拉伸新国家标准－GB228-2002
拉伸问题说明（2） －断口位置对断后延伸率影响及修正
试验报告要求
拉伸试验报告按实验教材P31拉伸试验报 告要求书写。其中第7题改为选作。 拉伸试验数据表格参考格式见网络学堂。 报告每人一份，独立完成。实验曲线一人 一份，附在试验报告后面。 报告在做“弹性常数测试实验”（教材P33） 时交。
纤维增强复合材料特性
σ 0º试件（加载与纤 维方向一致）
0º试件
90º试件 45 º试件
45º试件（加载与 纤维方向成45º） 90º试件（加载与纤维 方向垂直） ε 思考：各向异性，与金属材料区别，纤维增强效果？
玻璃纤维增强复合材料拉伸曲线
（玻璃纤维含量51％，基体为环氧树脂)
拉伸法测杨氏模量实验方法的改进
拉伸法测杨氏模量实验方法的改进杨氏模量是描述材料在弹性范围内抵抗变形能力的物理量，对于材料研究和工程应用具有重要意义。
拉伸法是测量杨氏模量的常用方法之一，但传统实验方法存在一些问题，如测量精度低、实验结果离散性大等。
因此，本文旨在通过对拉伸法测杨氏模量实验方法的改进，提高测量精度和稳定性。
本实验采用了以下设备和材料：电子万能试验机、游标卡尺、钢丝绳、支架、砝码、待测材料样品等。
将待测材料样品固定在支架上，一端固定，另一端连接电子万能试验机，记录初始长度L0；在样品上施加一定拉力，拉伸样品至一定长度L1，记录此时拉力F1；保持拉力不变，释放样品，使其自然恢复至初始长度L0，记录此时拉力F2；根据公式 E = (F1 - F2) / (L1 - L0)，计算杨氏模量E。
支架与样品固定端应保证牢固，防止样品在拉伸过程中滑动；拉力应逐步增加，以避免样品瞬间受力过大而损坏；实验过程中应尽量保持环境温度稳定，以减小温度对测量结果的影响。
本实验对三种不同材料进行了测量，结果如下表所示：从表中数据可以看出，改进后的实验方法在测量杨氏模量时具有更高的精度和稳定性。
同时，实验结果也具有较好的重现性。
通过对实验结果的分析，我们发现改进后的实验方法具有以下优点：采用电子万能试验机进行测量，相较于传统的手动测量方法，具有更高的测量精度和稳定性；通过游标卡尺测量样品的长度，能够更精确地控制样品的位移，从而减小测量误差；在实验过程中，保持拉力不变，可以消除重力对测量结果的影响；实验过程中保持环境温度稳定，可以减小温度对材料性质的影响，从而提高测量精度。
实验过程中需要逐步增加拉力，因此需要花费较长时间进行测量；由于样品自然恢复过程中可能存在变形残余，会对测量结果产生一定误差。
针对实验方法存在的不足之处，提出以下改进方案：采用高精度传感器和控制系统，使拉力加载速度更加均匀、精确；对样品进行预处理，消除样品可能存在的变形残余；同时测量样品的横向和纵向杨氏模量，以更全面地了解材料的性质；在实验过程中，加强对环境温度的监控和调节，进一步减小温度对测量结果的影响。
拉伸实验
试验一 拉伸实验拉伸试验是测定材料在静载荷作用下力学性能的一个最基本最重要的试验。
通过拉伸试验所得的力学性能指标，在整个材料力学的强度计算中几乎都要用到。
更重要的是，工程设计中所选用的材料力学性能指标大都是以拉伸试验为主要依据的。
本次试验将选用低碳钢作为塑性材料的代表，做拉伸试验。
一、实验目的1）测定低碳钢的屈服强度s σ，抗拉强度b σ。
断后伸长率δ和断面收缩率ψ2）观察低碳钢在拉伸过程中所出现的各种变形现象（包括屈服、强化和缩颈等），分析力与变形之间的关系，并绘制拉伸图。
3）分析低碳钢力学性能的特点和试件断口情况，分析其破坏原因。
4）学习、掌握万能试验机的使用方法及其工作原理。
二、实验设备（1）试件：材料的力学性能是通过拉伸试验来确定的，因此，必须把所测试的材料加工成能被拉伸的试件。
试验表明，试件的尺寸和形状对试验结果有影响。
为了避免这种影响和便于使各种材料力学性能的测试结果进行比较，国家标准对试件的尺寸和形状作了统一的规定，拉力试件分为比例的和非比例的两种。
比例试件应符合如下的关系：L 0＝K ·A 0 （1-1）式中 L 0――标距，用于测量拉伸变形，单位为ｍｍ；A 0――标距部分试件的断面积；K ――系数，K ＝5.56或K ＝11.3，前者称为短试件，后者称为长试件。
据此，直径为d 0的短、长圆形试件的标距长度L 0分别为5d 0和10d 0；非比例试件的标距与其横截面间则无上述关系，而是根据制品（薄板、薄带、细管、细丝、型材等）的尺寸和材料的性质规定出平行长度L 和标距长度L 0。
长试件见图1-1。
试件两端较粗的部分为装入试验机夹头中的夹持部分，起传递拉力之用。
它的形状及尺寸可根据试验的夹头形式而定。
本实验采用非比例试件。
图1-1 圆形拉伸试件（2）实验装置：万能试验机或拉力试验机。
试验机的夹头有各种形式，一般采用夹板式，如图1-2。
图形截面试件所用的夹板如图1-3所示。
拉伸实验(材料力学课程实验)2013
拉伸新国家标准－GB228-2002
拉伸问题说明（2） －断口位置对断后延伸率影响及修正
实验报告要求（每人一份）
1 按照拉伸试验报告要求独立完成实验报告。 (见实验教材P31，注:第7题改为选作题） 2 实验报告要有低碳钢（或铝合金）和铸铁两种材料的实验数 据、曲线和结果。 3 认真总结几种典型材料力学性能特点，完成分析讨论题。 4 曲线要求每人一份，并做修正和说明。 5 要将实验原始数据记录（有老师和本组同学签名,每组至少一 份 ）附在实验报告后面。 6 实验报告下次实验时带来交给老师。 7 实验报告要求手写。
复合材料断裂特点
在纤维增强复合材料中，每平方厘米的 纤维数有几千～几万根。由于有大量独立的 纤维，过载时复合材料中即使有少量纤维断 裂，载荷会迅速重新分配到未被破坏的纤维 上，不至于造成构件在瞬间完全丧失承载能 力而断裂。 问题： 与一般脆性材料断裂过程比较，最大区别？
常用材料性能比较
材料 弹性模量 GPa 屈服强度 MPa 强度极限 MPa 延伸率 % 低碳钢 200 280 380 40 铝合金 70 420 590 14 铸铁 180 / 100~ 300 0 纤维复 合材料 20~50 / 1600 0 高分子 材料 1~5 30~53 / 1~500
增强材料：碳纤维，基体：环氧树脂 碳纤维含量：60％ 试件尺寸：12.6x1.5
玻璃纤维增强复合材料 拉伸过程（1）
玻璃纤维增强复合材料 拉伸过程（2）
玻璃纤维增强复合材料 拉伸过程（3）
玻璃纤维增强复合材料 拉伸过程（4）
纤维性能： S型玻璃纤维： 抗拉强度4.6GPa, 弹性模量84GPa T-300型碳纤维： 抗拉强度3.5GPa, 弹性模量230GPa B(W)型硼纤维： 抗拉强度3.6GPa, 弹性模量400GPa
拉伸实验
实验一、拉伸实验一、实验目的1.测定低碳钢的机械性质：屈服极限σs、强度极限σb、延伸率δ及断面收缩率Ψ；2.测定铸铁的机械性质：强度极限σb。
二、试件按GB228—76规定，本实验试件采用圆棒长试件。
取d0=10,L=100,如图所示：三、实验设备及仪器1、液压式万能材料实验机；2、游标卡尺；3、划线机(铸铁试件不能使用)。
一、低碳钢的拉伸实验实验原理及方法1.屈服极限σs的测定P—ΔL曲线实验时，在向试件连续均匀地加载过程中。
当测力的指针出现摆动，自动绘图仪绘出的P—ΔL 曲线有锯齿台阶时，说明材料屈服。
记录指针摆动时的最小值为屈服载荷P s,屈服极限σs计算公式为σs=P s/A02、屈服极限σs的测定实验时，试件承受的最大拉力Pb所对应的应力即为强度极限。
试件断裂后指针所指示的载荷读数就是最大载荷Pb，强度极限σb 计算公式为：σb=P b/A03、延伸率δ和断面收缩率Ψ的测定计算公式分别为：δ=(L1-L)/L x 100%Ψ=(A0-A1)/A0 x 100%L:标距（本实验L=100）L1:拉断后的试件标距。
将断口密合在一起，用卡尺直接量出。
A0:试件原横截面积。
A1:断裂后颈缩处的横截面积，用卡尺直接量出。
（三）实验步骤1.试件准备：量出试件直径d0,用划线机划出标距L和量出L;2.按液压万能实验机操作规程1——8条进行；3.加载实验，加载至试件断裂，记录Ps 和Pb ，并观察屈服现象和颈缩现象；4.按操作规程10——14进行；5.将断裂的试件对接在一起，用卡尺测量d1和L1 ，并记录。
二、铸铁的拉伸实验实验原理及方法1、强度极限σb的测定铸铁没有屈服阶段，其断裂时的载荷读数对应的应力就是强度极限，其计算公式为：σb=Pb/A02、铸铁拉伸实验步骤(1)试件准备：量出试件的直径d0;(2)按操作规程进行，记录Pb.实验二、压缩实验一、实验目的1、测定铸铁的抗压强度极限σb，低碳钢压缩时的屈服极限σs。
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）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P n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P n=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。
混凝土强度检测的实用方法
混凝土强度检测的实用方法一、前言混凝土是建筑中最常用的材料之一，其强度对于建筑的稳定性和安全性至关重要。
因此，对于混凝土强度的检测显得尤为重要。
本文将介绍混凝土强度检测的实用方法。
二、混凝土强度检测方法1. 非破坏检测法非破坏检测法是指在不破坏混凝土结构的情况下，通过对混凝土进行一系列的物理测试，从而得出混凝土强度的方法。
非破坏检测法具有不破坏结构、检测速度快、数据准确等优点，是目前常用的混凝土强度检测方法之一。
非破坏检测法包括以下几种方法：（1）超声波检测法超声波检测法是通过超声波在混凝土中传播的速度和反射强度来推断混凝土强度的方法。
在检测时，将超声波传感器放置在混凝土表面，通过测量超声波在混凝土中传播的时间和波幅大小，从而得出混凝土的强度。
（2）电阻率法电阻率法是通过测量混凝土中电阻率的变化来推断其强度的方法。
在检测时，将电极放置在混凝土表面，通过测量电阻率的变化，从而得出混凝土的强度。
（3）冲击回弹法冲击回弹法是通过用锤头对混凝土表面进行冲击，测量冲击后的回弹程度来推断混凝土强度的方法。
在检测时，将冲击钳放置在混凝土表面，通过测量锤头冲击后的回弹程度，从而得出混凝土的强度。
2. 破坏检测法破坏检测法是指在对混凝土结构进行破坏性试验的情况下，通过测量试样的破坏负荷和破坏形态来推断混凝土强度的方法。
破坏检测法需要对混凝土结构进行破坏性试验，因此具有破坏结构、检测速度慢等缺点，但其数据准确度高，是目前准确度最高的混凝土强度检测方法之一。
破坏检测法包括以下几种方法：（1）压缩试验法压缩试验法是通过将混凝土试样放置在压力机上，施加一定的压力来破坏试样，从而得出混凝土强度的方法。
压缩试验法是目前最常用的混凝土强度检测方法之一。
（2）拉伸试验法拉伸试验法是通过将混凝土试样放置在拉力机上，施加一定的拉力来破坏试样，从而得出混凝土强度的方法。
拉伸试验法是应用较少的混凝土强度检测方法之一。
三、混凝土强度检测具体步骤1. 非破坏检测法的具体步骤（1）超声波检测法的具体步骤① 将超声波传感器放置在混凝土表面，并以一定的频率发射超声波；② 记录超声波在混凝土中传播的时间和波幅大小；③ 根据超声波在混凝土中传播的速度和反射强度，计算出混凝土的强度。
导线拉伸试验规范
导线拉伸试验规范
1、导线耐电压测试：
在导线和包裹在绝缘层外面的金属铝箔之间施加a.c2000V电压，持续15min。
2、导线高低温循环测试：
将导线样品按以下顺序作为1个试验循环：200℃×30min，常温×10min，常温×10min，共100个循环测试。
3、抗拉强度与断裂延伸率测试：
将导线制成长度为100mm的试件，并作好标记，共不少于5条，再将拉力试验机夹头的距离调节为：自紧式夹头：50mm；非自紧式夹头：85mm。
再逐一将试件装上，将夹头的移动速度设定为：（250±50）mm/min，直至试件被拉伸断裂时，记录最大的拉力，并测量两个标记间的距离，以计算出所需的测试结果，并确定其中间值。
4、阻燃性测试：
（1）将导线的绝缘外层剥出作为试验样品，在环境无风状态下，水平悬空放置，用明火源将其点燃约30s后，离开明火源，开始计时，燃烧速度应≤25.4mm/min，整个燃烧过程中没有燃烧物掉落。
（2）将导线的绝缘外层和端子绝缘套分别作为试验样品，在环
境无风状态下，水平悬空放置，并在样条下方300mm处垫一张涓纸，再用明火源将样条燃烧，30s后，离开明火源，10s内自动熄灭；燃
烧过程中若有熔融物落下，不能将涓纸点燃（此方法适用于进货检验快速检验）。
5、导线导体与绝缘层附着力测试：
将导线制成长度为60mm的试件，其中10mm将绝缘层剥除，共不少于5条，再将拉力试验机夹住无绝缘层导体，施加7N力，维持时间一分钟。
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仪器 1
～
仪器 1
～
仪器 2 仪器 2
12
2
例：爆炸丝实验起爆和测试系统 （用于膨胀环实验）
受干扰的VISAR测试信号
抗干扰措施：隔离 同步机－线圈－VISAR同步机
点火机－空气隙－球隙开关
无干扰的VISAR测试信号
13
14
落锤试验机
结构简单，主要作为结构冲击试验的加载装置 力学量测量难度大，常需要昂贵设备 信号采集、处理比较困难 有商业产品，但大能量装置多自行研制 基本组成：机架、锤头(配重)、导轨、砧子、夹
持机构、提升和释放机构、测量和数据采集系统 试验中主要测试量：冲击速度及其变化、载荷历
史、加载点和其它位置的位移历史、全场/局部应 变、试件变形
16
速度测量
从落高计算 由加速度传感器积分 横向多普勒速度计 高速摄影机
载荷测量
由加速度传感器换算 载荷传感器
应变测量
3.9
Smooth
3.6 0.0000 0.0004 0.0008 0.0012 0.0016
Time (s)
24
4
MTS材料试验机
一、MTS810材料试验系统 的硬件结构
26
计算机
传感器
数字控制器
加载控制板
加载系统 27
加载系统(背面)
高压油泵
28
主要硬件
加载系统：
机架、作动器、伺服阀、夹具、储油器
应变片 高速摄影+数字图像相关（DIC）技术
17
落锤试验信号处理的一个例子
18
3
加速度计记录的典型信号
Acceleration (ms-2) Acceleration (ms-2)
6000 5000 4000 3000 2000 1000
0 -1000
0.000
0.003 0.006
Time(s)
31
材料试验机闭环控制基本原理
32
MTS810材料试验机采用的PIDF控制模式
比例 (Propotional) 积分 (Integral) 微分 (Derivative) 前馈 (Feed Forward)
33
方波命令时比例控制下的系统响应 积分增益对系统响应的影响 微分增益对系统响应的影响
/~zjzheng/MTS.htm
3
电测法和数据处理
一、电测系统的构成
二次仪表
传感器
放大器
控制系统
传感器：被测量 电信号
放大器：对电信号进行处理以满足二次仪表/控
制系统对输入信号的要求
二次仪表：显示、记录、运算（示波器，计算
机，显示仪表，记录仪）
Frequency (Hz)
21
0~2000Hz
22
Force (kN)
0~5000Hz
6 B
4
face thickness: 6.0mm core thickness: 20mm support span: 200mm
C
2
D
E
0
A -2 0.000
0.002 0.004 0.006
Time (s)
度、位移、位置） 化学、生物
6
1
2．主要指标 测量范围 准确度（线性、信噪比、稳定性） 灵敏度（输出/输入） 分辨率（响应时间、空间） 输出特性（信号幅值、频带、噪音，内阻
抗）
7
三、放大器
1．分类： 交流放大器（电容耦合） 直流放大器（直接耦合/交直变换）（稳
定性/温度漂移） 2．主要指标 放大倍数（＋分辨率） 频率响应 输入/输（调节器 功率放大 执行机构）
（模拟/数字）
5
二、常用传感器
1．分类：性质、材料/用途 物理 压电（石英、陶瓷、PVDF）（力，加速度） 电阻（锰铜、康铜）（ 温度、应变、压力） 电磁感应（位移、速度） 热电偶（温度） 光电转换（红外热像、多普勒、光强）（温度、速
8
四、二次仪表
1．分类： 数字式 模拟式 2．主要指标 分辨率 频率响应 采样速率
五、电测系统的一般考虑
要求：保证信号在放大、传输中不失真， 信噪比不降低
所得信息是否反映了真实的物理现象？
9
10
阻抗匹配问题 频率响应，采样速率 抗干扰
电磁感应 电磁屏蔽 杂散电流（工频） 接地、直流电源
液压源：
油泵、油箱、输油管、冷却装置
传感器：
载荷、位移、应变、温度
加载控制板
29
数字控制器：
数字处理器（CPUs） 液压动力单元和液压控制板 伺服阀控制和驱动模块 调节器（直流/交流） 输入/输出转换器 串行传输和控制器（远程控制用）
计算机
环境箱
30
5
二、数字式电液伺服材料试 验机的控制原理
0.009
3000 2500 2000 1500 1000
500 0
-500 -1000
0.0000 0.0015 0.0030 0.0045 0.0060
Time(s)
19
20
Amplitude
冲击加速度信号频谱图
600
400
200
0 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000
Sample Procedure.pdf
Model 793.00 System Software.PDF
Model 793.10 MultiPurpose TestWare.PDF
pp. 35-66 Creating a Sample Procedure ISO 6892-1-2009 金属材料室温拉伸试验方法.pdf 电测法和MTS_new.pdf
高等实验工程力学
电测法，拉伸试验 MTS材料试验机
落锤试验机 结构屈曲
课程安排
第1周：上课（周一、周四，教室） 第2周：上课（周一，教室）
MTS演示（待定，实验中心1楼） 第3周：MTS实验（待定，实验中心1楼） 第4周：落锤实验（周一，力1楼121）
2
实验内容
设备：材料试验机（MTS810），落锤试验机 内容：结构稳定性（薄壁管的屈曲 — 静态/冲击） 教材和参考资料： 材料试验机v2.pdf
0.008
23
Acceleration (ms-2) Velocity (m/s)
原始曲线与光滑后曲线比较
5000 4000 3000 2000 1000
0 -1000
0.000
Experiment smooth
0.003 0.006
Time(s)
0.009
5.1
4.8
4.5
4.2
Experiment