实验六金属材料剪切弹性模量G的测量
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。
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 材料切变模量G的测定 实验报告
一． 实验目的1． 两种方法测定金属材料的切变模量G ； 2． 验证圆轴扭转时的虎克定律。
二． 实验仪器和设备1． 微机控制电子万能试验机 2． 扭角仪 3． 电阻应变仪 4． 百分表 5．游标卡尺三． 中碳钢圆轴试件，名义尺寸d=40mm, 材料屈服极限MPa s 360=σ。
四． 实验原理和方法1. 电测法测切变模量G材料在剪切比例极限内，切应力与切应变成正比，γτG = （1）上式中的G 称为材料的切变模量。
由式(1)可以得到：γτ=G （2） 扭角仪百分表H图二 微体变形示意图图三 二向应变花示意图圆轴在剪切比例极限内扭转时，圆轴表面上任意一点处的切应力表达式为：PW T=max τ （3） 由式(1)~(3)得到：γ⋅=P W TG （4） 由于应变片只能直接测出正应变，不能直接测出切应变，故需找出切应变与正应变的关系。
圆轴扭转时，圆轴表面上任意一点处于纯剪切受力状态，根据图二所示正方形微体变形的几何关系可知：454522-=-=εεγ （5）由式（2）~（5）得到：454522εεp p W TW T G -==- （6） 根据上式，实验时，我们在试件表面沿±45o 方向贴应变片（一般贴二向应变花，如图三所示），即可测出材料的切变模量G 。
本实验采用增量法加载，即逐级加载，分别测量在各相同载荷增量∆T 作用下，产生的应变增量∆ε。
于是式（6）写为：454522εε∆⋅∆-=∆⋅∆=-p p W TW T G （7） 根据本实验装置，有a P T ⋅∆=∆ （8）a ——力的作用线至圆轴轴线的距离 最后，我们得到：454522εε∆⋅⋅∆-=∆⋅⋅∆=-p p W aP W a P G （9） 2. 扭角仪测切变模量G 。
等截面圆轴在剪切比例极限内扭转时，若相距为L 的两横截面之间扭矩为常数，则两横截面间的扭转角为：pGI TL=ϕ （10） 由上式可得：pI TLG ϕ=（11） 本实验采用增量法，测量在各相同载荷增量∆T 作用下，产生的转角增量∆φ。
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。
剪切弹性模量测试实验力学实验室
四、实验步骤 （实验简图如图）
1、将千分表正确地安装在表座中，然后将 表座移放到转动臂杆下方，使表头接触到 转动臂杆的位置距试样轴线的距离为 L2=50mm，并调节好表中指针位置；
2、将小型电测实验装置的加力臂杆调整到 扭转实验装置的加力臂杆的上方，使压头 的中心线接触到扭转实验装置中的加力杆 的位置距试样的轴线的距离为L1=150mm；
实验结束
剪切弹性模量 测试实验
力学实验室
一、实验目的 1、测定低碳钢的剪切弹性模量G；2Biblioteka 验证虎克定律。• 二、实验设备
• 扭转实验装置 • 千分表 • 钢尺 • 游标卡尺
实验装置示意图
千分表
L
转动臂杆中心线 转动臂杆 L2
加力杆
L1
空心圆杆轴线
剪切弹性模量测试装置示意图
三、实验原理
等直圆杆试样在两端受一 外力偶MI作用，当τmax≤τP时， 两面的相对转角与外力偶矩MI
3、将小型电测实验装置的加力传 感器连接到应变仪上，按每次 △P=20N进行加载，分5级进行， 每加一次，记录下千分表中的 读数，然后计算出读数的平均 增量△a，从而计算出△φ；
4、将所测得的数据代入公式4-1 既可计算出低碳钢的剪切弹性 模量G。
• 有关参数：
• 扭转圆钢轴：D=15mm；
• 低碳钢剪切弹性模量理论值： G=79.4GPa
成正比关系。 即：
φ ML G Ip
则： G M Ip L M IL p 10 P 0 L a 1 I0 L p L 2
式中： L为圆轴标矩长度，即转动 臂杆的中心线距固定端的
距离； Iρ是圆截面的极惯性矩； MI为外力偶矩，MI=△P×L1
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。
金属材料剪切弹性常数G的测定
金属材料剪切弹性常数G 的测定材料的剪切弹性模量G 是衡量材料抵抗剪切变形能力的性能参数，也是材料的弹性常数之一，工程上在对受扭构件进行刚度设计或校核时，必须运用这一性能参数。
材料的剪切弹性模量G ，可以通过实验测定，并在测定的过程中验证剪切虎克定律。
对于各向同性材料还可通过)1(2μ+=EG 的关系式确定G 值。
一、实验目的1．测定低碳钢的剪切弹性模量G 。
2．验证剪切虎克定律。
二、实验仪器和设备1．扭转试验机或小型扭角试验台。
2．扭角仪。
3．游标卡尺。
三、实验原理和扭角仪工作原理剪切弹性模量是线弹性范围内剪应力ρτ与剪应变ργ之比，且圆轴扭转试验中试样上的各点处于纯剪应力状态。
所以通常用线弹性范围内的圆轴扭转试验来测定低碳钢的剪切弹性模量G 。
由材料力学知，等直圆轴试样受扭转时，其相对扭转角υ= TL 0/GI ρ，由此推知：G = TL 0/υI ρ （1-39）式中：T 为扭矩，L 0为试样原始标距，υ为试样标距两端截面间的相对扭转角，I ρ为试样横截面的极惯性矩。
扭矩T 可由小型扭角试验台上所施加的外力偶矩通过静力平衡条件求得或直接从扭转试验机的示力度盘上读取；试样的原始标距L 0可用量具测得，其横截面上的极惯性矩I ρ也可计算求得。
但由于试样材料是在线弹性范围内试验其相对扭转角υ很小，需用扭角图1-25 扭角仪的安装仪测取，将扭角仪的A 、B 两个环，如图1-25所示分别固定在试样标距两端截面上，当试样受扭时，固夹在试样上的AC 、BDE 臂杆就会绕试样轴线转动，推杆BDE 将使安装在AC 杆上的百分表指针走动。
设指针走动的位移为δ，百分表顶杆与试样轴线间的距离为γ，则A 、B 两截面间的相对扭转角为γδφ=（rad ） 若扭角仪百分表的读数在扭矩T i 时为A i ，在下一级扭矩T i+1时为A i+1则百分表的读数差为ΔA i = A i+1－A i ，因为百分表的分度值为0.01mm ，则在扭矩增量为ΔT i = T i+1－T i 时，A 、B 两截面间的相对位移δ= 0.01 ×ΔA i mm 。
材料切变模量G的测定
材料切变模量G的测定第一篇：材料切变模量G的测定材料切变模量G的测定实验（一）用百分表扭角仪法测定切变模量G一、目的在比例极限内验证扭转时的剪切虎克定律，并测定材料的切变模量G。
二、仪器设备1、多功能组合实验台2、百分表三、试件空心圆管：材料为不锈钢、内径d= 40.2 mm、外径D= 47.14 mm、长度L=420mm四、预习要求：1、阅读第二章中多功能组合实验台工作原理、使用方法以及百分表的工作原理。
五、实验原理与方法实验装置如图3-13所示，加载示意图见图3-14。
试件的一端安装在圆管固定支座上，该端固定不动，另一端可以转动，并在可动端装有一滚珠轴承支座加以支承。
靠近轴承安装一横杆AB，在A点通过加载手轮加载。
这样试件在荷载作用下，仅仅受到纯扭转的作用。
可动端只能产生绕空心圆管轴线方向的角位移。
当试件受到扭转作用时，可动端的横截面转动，此时横杆也转动。
通过百分表（或千分表）测定B点的位移（由于B点转动角很小，B点的位移约等于B点的弧长），这样便可以计算出试件可动端的转角大小 （见图3-15）。
图3-13扭转实验装置图3-14扭转加载示意图图3-15圆管转角示意图根据扭转变形公式∆ϕ=∆B∆TL式中：∆ϕ=；△T=△P×abGIP可计算出切变模量IP=π32(D4-d4)G=∆TL ∆ϕIP施加载荷△P时，试件便受到扭矩△T=△P×a的作用，对试件分级加载，由于各级荷载相等,故相应于每级加载后的读数增量△B也应基本相等（即∆ϕ相等），从而验证了剪切虎克定律。
根据实验中测得的扭转角增量∆ϕ，便可以求出切变模量G。
六、实验步骤1、打开测力仪电源，如果此时数字显示不为“0000”，用螺丝刀将其调整为“0000”。
2、旋转百分表外壳，使大指针指到“0”。
3、顺时针转动加载手轮加载，分四级加载，每级加载200N，一直加到800N（200N→400N→600N→800N）。
每加一级荷载后，读取百分表的读数并记录。
【2019年整理】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
六、思考题
1、试验时为什么要加初荷载？ 2、测定E 值时，最大荷载如何确定？为什 么应力不能超过比例极限？
用电测法测定低碳钢弹性模量和泊松比
用电测法测定低碳钢弹性模量和泊松比
用电测法测定低碳钢弹性模量和泊松比
YJR-5A电阻应变仪
用电测法测定低碳钢弹性模量和泊松比
2、测定泊松比值
为了测泊松比，可在试件上，轴向应变片附 近，沿与其垂直的方向再贴一横向线应变片，如 图1。在加载过程中，同时分别测出轴向和横向 线应变值轴、横，其比值的绝对值即为泊松比。 =|横/轴| …………(4)
A0 EA0
P
用电测法测定低碳钢弹性模量和泊松比
由上式可见，要想提高零件的刚度EA0,也就是要减少 零件的弹性变形ε，可以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受力 时稳定性，对细长杆件和薄壁构件尤为重要。因此，对构 件进行理论分析和设计时，弹性模量E是一个重要力学性 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的比值 的绝对值称为泊松比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。
剪切弹性模量G的测定
Gi M nl0b I p i
（1）
式中，下脚标i为逐级加载级数（i=1，2，3，，n）； l0为试件的标距。
剪切弹性模量G的测定
五、实验步骤
1、加一个1kg砝码的载荷，读出百分表的读数并 记录下来填写在实验报告上。 注意：百分表的每一小格的读数为0.01mm
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。
金属弹性模量的测量实验报告
金属弹性模量的测量实验报告一、实验目的弹性模量是描述材料抵抗弹性变形能力的重要力学性能参数，本次实验旨在通过多种方法测量金属的弹性模量，加深对材料力学性能的理解，并掌握相关实验技术和数据处理方法。
二、实验原理1、拉伸法根据胡克定律，在弹性限度内，金属材料所受的应力与应变成正比，即：＄σ ＝Eε$，其中$σ$为应力，＄ε$为应变，＄E$为弹性模量。
在拉伸实验中，通过测量金属试样在拉伸过程中的拉力$F$和伸长量$＼Delta L$，计算出应力和应变，从而求得弹性模量$E$。
2、弯曲法将矩形金属梁置于两个支撑点上，在其中点施加集中载荷，使梁发生弯曲变形。
根据梁的弯曲理论，梁的挠度与载荷、梁的几何尺寸和弹性模量之间存在关系，通过测量挠度和相关参数，可计算出弹性模量。
3、动态法利用共振原理，使金属试样在一定频率的交变载荷作用下发生共振。
根据共振频率、试样的几何尺寸和质量，以及材料的密度等参数，可以计算出弹性模量。
三、实验设备和材料1、万能材料试验机用于进行拉伸实验，测量拉力和伸长量。
2、游标卡尺和千分尺用于测量金属试样的尺寸。
3、矩形金属梁及支撑装置用于弯曲法实验。
4、动态法实验装置包括信号发生器、激振器、传感器和示波器等。
5、实验材料选用了常见的金属材料，如低碳钢、铝合金等。
四、实验步骤1、拉伸法实验步骤用游标卡尺测量金属试样的原始直径$d_0$，在标距范围内多次测量取平均值。
用千分尺测量试样标距$L_0$。
将试样安装在万能材料试验机上，确保试样轴线与试验机夹头中心线重合。
启动试验机，以缓慢的加载速度进行拉伸，直至试样断裂。
记录拉伸过程中的拉力$F$和伸长量$＼Delta L$。
实验结束后，取下试样，再次测量断裂处的直径$d_1$。
2、弯曲法实验步骤用游标卡尺测量矩形金属梁的宽度$b$和高度$h$。
将梁放置在两个支撑点上，调整支撑点间距和加载点位置。
缓慢施加集中载荷，使用百分表测量梁中点的挠度。
记录不同载荷下的挠度值。
实验报告金属材料的弹性模量测定
实验报告金属材料的弹性模量测定实验报告实验目的：测定金属材料的弹性模量实验装置与试样：实验装置包括弹性模量测量装置、悬臂梁和测试仪器等。
试样为金属材料。
实验原理：弹性模量是材料在受力下发生弹性变形时所表现出的两个性质之间的比例关系。
实验中通过施加不同的静态载荷到金属试样上，测量其相应的应变，从而计算出弹性模量。
实验步骤：1. 准备工作：将金属材料试样清洗干净，并确保其表面无明显破损或腐蚀。
2. 搭建实验装置：将悬臂梁固定在实验平台上，确保其稳定性。
将金属试样与悬臂梁连接，并将测力传感器与试样连接。
3. 校准测力传感器：使用已知质量的物体校准测力传感器，确保准确度。
4. 施加载荷：通过施加静态载荷到金属试样上，使其产生线性弯曲弹性变形。
记录载荷大小。
5. 测量应变：使用应变计测量金属试样的应变。
分别测量试样上、下表面的应变，并记录。
6. 计算弹性模量：根据得到的载荷和应变数据，利用弹性模量的公式计算材料的弹性模量。
7. 重复实验：重复实验多次，取平均值以提高实验结果的可靠性。
实验结果：通过多次实验测量得到金属材料的弹性模量为XXX。
该结果的准确性已通过重复实验得到的结果的一致性进行验证。
实验误差分析：在实验过程中，可能存在一些误差，如测量误差、装置误差等。
为了减小误差的影响，我们在实验中进行了多次测量，并取平均值。
此外，校准测力传感器和应变计也可以减小误差。
实验结论：通过本次实验，我们成功地测量了金属材料的弹性模量。
该实验结果可以作为金属材料力学性能的一个重要参考值。
在实际应用中，弹性模量的准确测定对于材料选择和工程设计具有重要意义。
附录：详细实验数据记录表格请见附件。
参考文献：[1] XXX. 弹性力学基础. 北京：XXX出版社，20XX年。
[2] XXX. 金属材料性能测试与分析. 北京：XXX出版社，20XX年。
注意：以上内容仅为示例，实际的实验报告还需根据具体实验设计和实验结果进行编写。
扭转时金属材料剪切弹性模量g的测定试验目的验证剪
第六节 扭转时金属材料剪切弹性模量G 的测定一、试验目的1．验证剪切虎克定律。
2．测定低碳钢的剪切弹性模量G 。
二、试验设备和仪器 1．扭转试验机、扭角仪。
2．游标卡尺、直尺 三、试验原理在剪切比例极限内，圆轴扭转所受的扭矩T 与相对扭转角ϕ成正比，其关系式为P I G l T ⋅⋅=0ϕ由此可得P I l T G ⋅⋅=ϕ0为了测定ϕ角，可先在低碳钢试件上安装扭角仪。
图3—14，图3—15（a ）为两种常用的扭角仪，然后在试件两端施加外力偶矩m ，则扭矩为T =m ,从而可由扭角仪测得其标距l 0内的相对扭转角ϕ，通过上式便可计算出相应的剪切弹性模量G 。
下面以图3—15所示JY —2型扭角仪为例介绍试验原理，其工作原理示意图如图3—15（b ）。
为了验证剪切虎克定律，减少测量中的误差，与测定拉伸弹性模量E 类似采用增量法逐级加载。
标距为l 0的试件，受到砝码增量引起的扭矩作用，△T =△P ·L ，标距两端截面的相对扭转角增量很小，可以由千分表量得的铅垂位移增量△ϕ除以测量臂长度ρ来表示。
ρδϕ∆=∆。
若每增加相同的扭矩增量△T ，对应的相对扭转角增量△ϕ也基本相等，则证明剪切虎克定律是正确的。
而各级剪切弹性模量G i 可表示为P i i I l P G ⋅∆⋅∆=ϕ0(i = 1, …, n )实验剪切弹性模量G 实取各级弹性模量的算术平均值，即nGG ni i∑==1实图3—15 JY —2杠杆式扭转角 四、试验方法和步骤1．试件准备用游标卡尺量取试件标距l0内的直径d0。
2．扭角仪准备装好千分表，记录初读数（或调节表盘使指针对零）。
用直尺量取试件轴线与千分表触头之间的距离 （测臂长），并测量力臂L。
3．进行试验逐次加砝码，依次记录砝码重量P i及相应的千分表读数。
随时算出先后两次读数的差值，以检查试验是否正常，读数是否正确。
4．结束试验卸载。
仪器复原并清理试验现场。
五、试验结果处理绘制试验曲线，计算剪切弹性模量，填写试验报告。
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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
P
GI TL 0
=
φ 式中： 32
I p =
4
d 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 R
L P T δ
φΔ=
Δ⋅Δ=Δ,，则 δ
πΔ⋅Δ⋅⋅⋅=
4032d P
R 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：
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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
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六、实验报告
6.1表。