高分子材料弹性模量_泊松系数_切变模的测试
高分子材料性能测试力学性能
3.1.2 高分子经典应力－应变曲线 I
3.1 拉伸性能
(c)旳特点是硬而强。拉伸强度和弹性模量大，且有合适旳伸长率，如硬聚氯乙烯等。(d)旳特点是软而韧。断裂伸长率大，拉伸强度也较高，但弹性模量低，如天然橡胶、顺丁橡胶等。
3.1 拉伸性能
3.1.2 高分子经典应力－应变曲线 III
(e)旳特点是硬而韧。弹性模量大、拉伸强度和断裂伸长率也大，如聚对苯二甲酸乙二醇酯、尼龙等
塑性(Plasticity)：外力作用下，材料发生不可逆旳永久性变形而不破坏旳能力。
Mechanical properties of materials
应 力
应 变
Mechanical properties of materials
3.1 拉伸性能
3.1.1 应力－应变曲线
Байду номын сангаас
高分子应力-应变过程
3.1 拉伸性能
电子万能试验机
3.1 拉伸性能
3.1 拉伸性能
3.1.5 拉伸性能测试原理 拉伸试验是对试样延期纵轴方向施加静态拉伸负荷，使其破坏，经过测量试样旳屈服力、破坏力和试样标距间旳伸长来求得试样旳屈服强度拉伸强度和伸长率。
3.1 拉伸性能
3.1.6 测量方法即实验环节 ①试样旳状态调节和试验环境按国家原则规定。②在试样中间平行部分做标线，示明标距。③测量试样中间平行部分旳厚度和宽度，精确到0.01mm，II型试样中间平行部分旳宽度，精确到0.05mm，测3点，取算术平均值。④夹具夹持试样时，要使试样纵轴与上下夹具中心连线重合，且松紧适宜。⑤选定试验速度，进行试验。⑥记录屈服时负荷，或断裂负荷及标距间伸长。试样断裂在中间平行部分之外时，此试样作废，另取试样补做。
弹性模量和泊松比的测定试验
弹性模量和泊松比的测定试验
一、实验目的
1、测定常用金属材料的弹性模量E和泊松比µ 。 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 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。
５、加载。均匀缓慢加载至初载荷P0，记下各点应变的 初始读数；然后分级等增量加载，每增加一级载荷，依 次记录各点电阻应变片的应变值，直到最终载荷。实验 至少重复两次。 ６、作完实验后，卸掉载荷，关闭电源，整理好所用仪 器设备，清理实验现场，将所用仪器设备复原，实验资 料交指导教师检查签字。
五、试验仪器 10.加载机构； 11.手轮；12. 拉伸附件； 13.拉伸试件； 14.可调节底 盘
P P R1ˊ R R
R1
R2 P
R2ˊ
R1 R2 h
补偿块P 拉伸试件及布片图来自P1.弹性模量E的测定
△ε —
轴向应变增量的平均值
E
A
0
A0 — 试件截面面积
2、泊松比μ的测定： △εˊ—横向应变增量 四、实验步骤：
△ε—纵向应变增量
1、设计好本实验所需的各类数据表格。 2、测量试件尺寸。在试件标距范围内，测量试件 三个横截面尺寸，取三处横截面面积的平均值作 为试件的横截面面积A0。 ３、拟订加载方案。先选取适当的初载荷５００KN 分6级加载。 4、按实验要求接好线，调整好仪器，检查整个测试 系统是否处于正常工作状态。
１１
实验如何测量弹性系数和材料变形
实验如何测量弹性系数和材料变形弹性系数是描述材料对外界应力作用下产生的应变的能力。
材料变形是指材料在受到外力作用时，其形状和尺寸发生改变的过程。
测量材料的弹性系数和变形特性是材料力学性能研究的关键，它们对于工程设计和材料选择具有重要意义。
本文将介绍如何通过实验来测量材料的弹性系数和变形情况。
一、测量弹性系数弹性系数通常包括杨氏模量、剪切模量和泊松比等。
下面将分别介绍如何通过实验来测量这些弹性系数。
1. 杨氏模量的测量杨氏模量是描述材料在受拉或受压时产生应变的能力。
常用的测量方法有拉伸实验和弯曲实验。
拉伸实验：将材料样品置于拉伸试验机上，施加拉力使其发生拉伸变形。
根据拉力和产生的变形计算出应力和应变，通过绘制应力-应变曲线可以得到杨氏模量的值。
弯曲实验：将材料样品固定在两个支座上，在中间施加力矩使其产生弯曲。
通过测量样品的弯曲量和力矩的大小，结合理论公式计算出杨氏模量的值。
2. 剪切模量的测量剪切模量是描述材料在受剪切力作用下产生变形的能力。
常用的测量方法是剪切实验。
剪切实验：将材料样品固定在剪切试验机上，施加剪切力使其发生剪切变形。
根据应力和应变的关系计算出剪切模量的值。
3. 泊松比的测量泊松比是描述材料在线性弹性变形过程中，横向收缩应变和纵向伸长应变之间的比值。
常用的测量方法是动态应变测量法。
动态应变测量法：通过施加振动加载，测量材料样品在不同方向上的应变值，结合测量得到的应力值，可以计算出泊松比。
二、测量材料变形材料变形通常包括弹性变形和塑性变形。
下面将介绍如何通过实验来测量材料的变形情况。
1. 弹性变形的测量弹性变形是指材料在受力后可以恢复原状的变形。
测量弹性变形的常用实验方法是回弹实验。
回弹实验：在材料样品上施加一定的应力后，移除应力并观察其回弹变形。
通过测量回弹的变形量，可以得出材料的弹性变形程度。
2. 塑性变形的测量塑性变形是指材料在受力后无法完全恢复原状的变形。
测量塑性变形的常用实验方法是压缩实验和拉伸实验。
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。
材料弹性模量E测定实验说明
实验二 材料弹性模量E 和泊松比μ测定弹性模量E 和泊松比μ是材料的两个重要力学性能参数，在解决工程构件的强度、刚度和稳定性问题时，会经常用到。
本实验以拉伸和压缩试件为例，用实验一的数据测定试件材料的弹性模量E 和泊松比μ。
一、试验目的1．测定材料的弹性模量E 和泊松比μ。
2．验证胡克定律。
二、仪器、设备1. 力学试验台。
2. 辅助工具和量具。
三、试样利用实验一的数据进行计算。
四、试验原理和方法杆件承受轴向载荷时，在比例极限内，应力与应变遵循胡克定律： 式中，ε为沿拉力方向的线应变（或称纵向线应变），E 为材料的弹性模量。
同时试件的横向线应变ε'与纵向线应变ε之间存在着以下关系： 式中，μ称为横向变形系数或泊松比。
按平均值法或最小二乘法计算E 和μ。
1. 平均值法因各级载荷增量相同并等于F ∆，由下式计算弹性模量E 和泊松比μ：ji bt FE 1ε∆⋅∆=(3.1)nEE i∑=(3.1a)iii i i 1212εεεεμ∆∆=∆∆-= (3.2) ni∑=μμ (3.2a)2. 最小二乘法21iF i E bt i ε∆∑=⋅∑（3.3） 21iii i εμε∑=∑（3.4）式中，b 、t 为试样的宽度和厚度。
五、试验结果处理表1 材料弹性常数μE 、测定数据处理列表(最小二乘法)将数据按表3.1作初步处理，然后按公式（3.1）、（3.1a ），（3.2）、（3.2a ）计算E 和μ。
如用最小二乘法按公式（3.3）和（3.4）计算E 、μ，计算步骤参考表3.2列表示出。
六、预习要求1. 参考实验一。
2. 参考数据处理列表，按实验要求，自已设计并绘制好本实验记录表格。
七、实验报告要求1. 实验报告应包括实验目的，仪器、设备名称和型号，测试原理与方法，实验数据与处理。
2. 在坐标纸上作εσ-图，验证其符合胡克定律的程度。
八、思考题1． 试件尺寸、形状对测定弹性模量E 和泊松比μ有无影响？为什么？。
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S0 ：试样的截面积ε：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。
弹性模量E 和泊松比μ的测定
00EA A P==εσε弹性模量E 和泊松比µ的测定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。
因此金属才料拉伸时弹性模量E 地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。
(一） 试验目的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） 试验原理1．测定材料弹性模量E 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，其荷载与变形关系为：0EA PL L ∆=∆ （1）若已知载荷ΔP 及试件尺寸，只要测得试件伸长ΔL 即可得出弹性模量E。
（2） 由于本试验采用电测法测量，其反映变形测试的数据为应变增量，即（3） 所以（2）成为:（4） 式中： ΔP——载荷增量，kN；A 0-----试件的横截面面积，cm 为了验证力与变形的线性关心，采用增量法逐级加载，分别测量在相同载荷增量 ΔP 0)(A L PL E ∆∆∆=0)(L L ∆∆=∆εε∆⋅∆=10A P E作用下试件所产生的应变增量Δε。
材料弹性常数E、μ与材料切变模量G的测定
实验二 材料弹性常数E 、μ的测定——电测法测定弹性模量E 和泊松比μ预习要求：1、预习电测法的基本原理；2、设计本实验的组桥方案；3、拟定本实验的加载方案；4、设计本实验所需数据记录表格。
一、实验目的1. 测量金属材料的弹性模量E 和泊松比μ；2. 验证单向受力虎克定律；3. 学习电测法的基本原理和电阻应变仪的基本操作。
二、实验仪器和设备1. 微机控制电子万能试验机；2. 电阻应变仪；3. 游标卡尺。
三、试件中碳钢矩形截面试件，名义尺寸为b ⨯t = (30⨯7.5)mm 2。
材料的屈服极限MPa s 360=σ。
四、实验原理和方法1、实验原理材料在比例极限内服从虎克定律，在单向受力状态下，应力与应变成正比：εσE = （1）上式中的比例系数E 称为材料的弹性模量。
由以上关系，可以得到：图二 实验装置图图一 试件示意图bεεσ0A P E ==（2） 材料在比例极限内，横向应变ε'与纵向应变ε之比的绝对值为一常数：εεμ'=（3） 上式中的常数μ称为材料的横向变形系数或泊松比。
本实验采用增量法，即逐级加载，分别测量在各相同载荷增量∆P 作用下，产生的应变增量∆εi 。
于是式（2）和式（3）分别变为：ii A PE ε∆∆=0 （4） ii i εεμ∆'∆=（5） 根据每级载荷得到的E i 和μi ，求平均值：n E E ni i∑==1 （6）nni i∑==1μμ （7）以上即为实验所得材料的弹性模量和泊松比。
上式中n 为加载级数。
2、增量法增量法可以验证力与变形之间的线性关系，如图三所示。
若各级载荷增量ΔP 相同，相应的应变增量∆ε也应大致相等，这就验证了虎克定律。
利用增量法，还可以判断实验过程是否正确。
若各次测出的应变不按线性规律变化，则说明实验过程存在问题，应进行检查。
采用增量法拟定加载方案时，通常要考虑以下情况： （1）初载荷可按所用测力计满量程的10%或稍大于此标准来选定；(本次实验试验机采用50KN 的量程) （2）最大载荷的选取应保证试件最大应力值不能大于比例极限，但也不能小于它的一半，一般取屈服载荷的70%~80%，故通常取最大载荷s P P 8.0max =；（3）至少有4-6级加载，每级加载后要使应变读数有明显的变化。
高分子材料弹性模量_泊松系数_切变模的测试
G
=
2 (1
E +
u)
式中 : G —切变模量 ;
E —弹性模量 ;
u —泊松系数 。
计算出切变模量 。
5 6 7 8 9 10
x + SD
217 246 258 237 182 211 221. 9 ±
596 726 793 692 584 679 668. 1 ±
0. 364 0. 339 0. 325 0. 342 0. 311 0. 310 0. 332 6 ±
4 讨 论
3 测试结果
弹性模量测试与计算结果见表 1 ,泊松系数测 试与计算结果见表 2 ,切变模量计算结果见表 3 。
表 1 弹性模量测试与计算结果
样号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
x + SD
应力δ
M Pa 4. 423 4. 429 4. 432 4. 427 4. 426 4. 432 4. 421 4. 427 4. 423 4. 426 4. 426 6 ±
本实验以应变电测原理和技术测试了高分子材 料的弹性模量 、泊松系数 ,切变模量值 ,为新材料的 进一步开发奠定了基础 。
参考文献 :
[ 1 ] 吴宗岱. 陶宝祺编著 ,应变电测原理及技术 [ M ] . 北京 : 国防工业出版社 ,1982 ,1～20 页
23. 354 51
69. 631 49
0. 017 696
表 3 切变模量计算结果
样号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 x + SD
切变模量 (MPa)
2 658. 8 2 817. 4 2 334. 3 2 421. 7 2 772. 1 2 279. 3 2 103. 7 2 383. 3 2 888. 2 1 978. 6 2 463. 74 ±309. 547 4
高分子材料的拉伸性能测试
《高分子材料的拉伸性能测试》实验指导书一、实验目的1、测试热塑性塑料拉伸性能。
2、掌握高分子材料的应力—应变曲线的绘制。
4、了解塑料抗张强度的实验操作。
二、实验原理拉伸试验是材料最基本的一种力学性能试验方法，可以得到材料的各种拉伸性能，包括拉伸强度、弹性模量、泊松比、伸长率、应力-应变曲线等。
拉伸试验是指在规定的温度、湿度和试验速度下，在试样上沿纵轴方向施加拉伸载荷使其破坏，此时材料的性能指标如下：1.拉伸强度为：(1)式中σ--拉伸强度，MPa;P---破坏载荷（或最大载荷)，N;b---试样宽度，cm;h---试样厚度，cm.2.拉伸破坏(或最大载荷处)的伸长率为： (2)式中ε---试样拉伸破坏(或最大载荷处)伸长率，%;ΔL0-破坏时标距内伸长量，cm;L0---测量的标距，cm,3.拉伸弹性模量为：(3)式中E t---拉伸弹性模量，MPa；ΔP—荷载-变形曲线上初始直线段部分载荷量，N；ΔL0—与载荷增量对应的标距内变形量，cm。
4.拉伸应力-应变曲线如果材料是理想弹性体，抗张应力与抗张应变之间的关系服从胡克定律，即：σ = Eε式中: E－杨氏模量或拉伸模量；σ－应力；ε－应变聚合物材料由干本身长链分子的大分子结构持点，使其具有多重的运动单元，因此不是理想的弹性体，在外力作用下的力学行为是一个松弛过程，具有明显的粘弹性质。
拉伸试验时因试验条件的不同，其拉伸行为有很大差别。
起始时，应力增加，应变也增加，在A点之前应力与应变成正比关系，符合胡克定律，呈理想弹性体。
A点叫做比例极限点。
超过A点后的一段，应力增大，应变仍增加，但二者不再成正比关系，比值逐渐减小；当达到Y点时，其比值为零。
Y点叫做屈服点。
此时弹性模最近似为零，这是一个重要的材料持征点。
对塑料来说，它是使用的极限。
如果再继续拉伸，应力保持不变甚至还会下降，而应变可以在一个相当大的范围内增加，直至断裂。
断裂点的应力可能比屈服点应力小，也可能比它大。
高分子材料测试
高分子材料测试高分子材料是一类具有特殊结构和性能的材料，广泛应用于塑料、橡胶、纤维等领域。
在实际应用中，对高分子材料进行测试是非常重要的，可以帮助我们了解材料的性能和特点，为材料的设计、选择和应用提供依据。
本文将介绍高分子材料测试的一些常用方法和技术。
首先，我们来介绍高分子材料的力学性能测试。
力学性能是评价材料质量的重要指标之一，包括拉伸强度、弹性模量、断裂伸长率等。
常用的测试方法有拉伸试验、压缩试验、弯曲试验等。
拉伸试验是最常用的一种方法，通过施加拉伸力来测试材料的拉伸性能，可以得到材料的应力-应变曲线，从而分析材料的力学性能。
其次，高分子材料的热性能测试也是非常重要的。
高分子材料在高温下的性能表现对其应用范围有很大影响。
常用的热性能测试包括热失重分析、热膨胀系数测试、热导率测试等。
这些测试可以帮助我们了解材料在高温条件下的稳定性和热传导性能，为材料的选择和设计提供参考。
另外，高分子材料的表面性能测试也是必不可少的。
表面性能包括表面粗糙度、表面能、接触角等指标，这些指标直接影响材料的表面润湿性、附着性和耐磨性。
常用的测试方法有扫描电子显微镜观察、接触角测试、表面能测试等。
这些测试可以帮助我们了解材料的表面特性，为材料的应用提供参考。
最后，高分子材料的化学性能测试也是至关重要的。
化学性能包括耐酸碱性、耐溶剂性、耐氧化性等指标，这些指标直接关系到材料在不同环境下的稳定性和耐久性。
常用的测试方法有溶解试验、酸碱性测试、氧化指数测试等。
这些测试可以帮助我们了解材料的化学稳定性，为材料的选择和应用提供依据。
综上所述，高分子材料测试是非常重要的，可以帮助我们全面了解材料的性能和特点。
通过力学性能测试、热性能测试、表面性能测试和化学性能测试，我们可以对高分子材料进行全面的评估，为材料的设计、选择和应用提供科学依据。
希望本文介绍的内容对您有所帮助，谢谢阅读！。
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。
弹性模量E及泊松比的测定
实验三 弹性模量E 及泊松比υ的测定一、实验目的1．在比例极限内，测定钢材的弹性模量E 和泊松比υ，并验证虎克定律。
2．了解电测法的基本原理和方法，初步熟悉电阻应变仪的使用方法。
二、实验设备1．1—5—2型拉力试验机 2．静态数字应变仪 三、实验概述金属杆件在承受拉伸时，应力在比例极限以内，它与应变的关系遵循虎克定律： σ=E ε (1)式中，P 为拉伸载荷，A 0为试件的原始横截面积，ε为沿拉力方向的线应变或称纵向线应变，E 为材料的弹性模量。
由材料力学还可知，在比例极限内，试件的横向线应变与纵向线应变之间存在着一定的关系。
即有：ε横=-υε纵 （2） 式中的υ称为横向变形系数或泊松比。
弹性模量E 与泊松比υ是材料的两个重要力学性能数据。
在杆件的变形计算、稳定计算以及用实验方法测定构件的应力时，都是重要的计算依据。
因此，测定E 和υ是具有实际意义的。
本实验用板状拉伸试件进行。
在试件的正、反面各贴上纵向电阻应变片R x 和横向电阻应变片R y 各一个，如图3所示，令纵向为x 轴，横向为y 轴。
其上每个电阻应变片都是工作片，分别与温度补偿片按半桥测量法接入桥路进行测量。
由（1）、（2）式，若在载荷P 时测得各片的应变值，根据（3）、（4）式计算E υ。
为了检验实验进行是否正常，验证虎克定律，并减少测试中的误差，一般采取“增量法”进行实验。
所谓增量法，就是把欲加的最大载荷分为若干等份，逐级加载来测量试件的变形或应变。
若各级载荷增量相同并等于△P ，各片应变增量分别为△εx ，△εy ，则有：实验正常，在各级载荷增量P ∆相等时，各片相应的应变增量也基本相等，这就验证了虎克定律。
-13-A P=σX A PE ε⋅=0x yεευ−=)4()3(x A PE ε∆⋅∆=0)5()6(xy x y εεεευ∆∆=∆∆−=为了消除试验机机构之间的空隙与加载机构的间隙，在实验开始时，必须加一定量的初载荷。
高分子材料测试方法
高分子材料测试方法一、引言高分子材料是指由重复结构单元组成的大分子化合物，具有广泛的应用领域。
为了确保高分子材料的质量和性能，需要进行各种测试方法的研究和开发。
本文将介绍一些常用的高分子材料测试方法。
二、物理性能测试1.密度测试密度是衡量高分子材料物理性能的重要指标之一。
通常使用比重计或密度计进行测量。
2.硬度测试硬度是指材料抵抗划伤或压缩变形的能力。
常用的硬度测试方法包括洛氏硬度、布氏硬度和维氏硬度等。
3.拉伸强度测试拉伸强度是指在拉伸过程中材料最大承受力。
该测试可通过万能试验机进行，通常以断裂点为结束点。
4.冲击韧性测试冲击韧性是指材料在受到冲击时不断裂或破碎的能力。
该测试可通过冲击试验机进行，通常以断裂点为结束点。
三、热学性能测试1.热膨胀系数测试热膨胀系数是指材料在温度变化时长度或体积的变化率。
该测试可通过热膨胀系数仪进行。
2.热导率测试热导率是指材料传递热量的能力。
该测试可通过热导率仪进行。
3.玻璃化转变温度测试玻璃化转变温度是指材料从固体状态转变为胶态状态的温度。
该测试可通过差示扫描量热仪进行。
4.分解温度测试分解温度是指材料在高温下开始分解的温度。
该测试可通过热重分析仪进行。
四、光学性能测试1.透明度测试透明度是指光线穿过材料时的能力。
该测试可通过透射光谱仪或反射光谱仪进行。
2.折射率测试折射率是指光线经过材料时偏离原来方向的程度。
该测试可通过折射计进行。
3.吸收系数测试吸收系数是指材料吸收光线的程度，通常使用紫外-可见吸收光谱法测定。
五、电学性能测试1.电阻率和电导率测试电阻率和电导率是衡量材料导电性能的指标。
该测试可通过四探针法或两探针法进行。
2.介电常数和介质损耗测试介电常数和介质损耗是指材料在电场作用下的响应能力。
该测试可通过介电恒定仪进行。
3.击穿强度测试击穿强度是指材料在电场作用下发生击穿的最大电场强度。
该测试可通过高压击穿试验机进行。
六、总结以上是一些常用的高分子材料测试方法，不同的测试方法可以衡量不同的物理、化学和机械性能。
高分子材料测试方法
高分子材料测试方法定义下列概念标准：对重复性事物和概念所做的统一规定即为标准标准化：为在一定的范围内获得最佳秩序，对实际的或潜在的问题制定共同的和重复使用的规则的活动，称为标准化。
它包括制定、发布及实施标准的过程。
拉伸应力：试样在计量标距范围内，单位初始横截面上承受的拉伸负荷。
剪切应力：试验过程中任一时刻施加于试样的剪切负荷除以受剪面积的值。
压缩应力：压缩试验中，试样单位原始横截面上承受的压缩负荷，MPa。
弯曲应力：试样跨度中心外表面的正应力，MPa。
冲击强度试验速度：蠕变：指材料在恒负载（外界给予的外力不变）的条件下，变形随时间增加的现象。
应力松弛：试样在恒定形变下，物体的应力随时间而逐渐衰减的现象。
裤形撕裂强度：用平行于割口平面的外力作用于规定的裤形试样上，将试样撕断所需的力除以试样厚度，并按GB/T12833计算得到的中位数。
无割口直角撕裂强度：用与试样长度方向一致的外力作用于规定的直角试样，将试样撕断所需的最大力除以试样厚度。
割口直角或新月形撕裂强度：垂直于割口平面的外力作用于规定的直角或新月形试样，拉伸试样撕断割口所需的最大力除以试样的厚度。
硬度：指材料抵抗其它较硬物体压入其表面的能力熔点：熔点就是物质受热后，由固态变为液态的温度，高聚物通常没有明显的熔点。
线膨胀系数：指温度每变化１℃，试样长度变化值与其原始长度值之比。
表示物质在某一温度区间的线膨胀特性的，称平均线膨胀系数。
热导率：是表明物体热传导能力的重要参数，即单位面积、单位厚度试样的温差为1 ℃时，单位时间内所通过的热量，单位是W/(m·K)。
冲击脆化温度：是常温下为软质的塑料在试验条件下，以冲击的方法使试样在低温下受到冲击弯曲，求出试样破坏概率为５０％时的温度。
玻璃化温度：非结晶高聚物由玻璃态转变为高弹态的转变温度称为玻璃转变化温度，简称玻璃化温度Tg。
失强温度：标准试样在恒定重力作用下，发生断裂的温度。
列出5个标准组织，并给出其标准的代号ＩＳＯ：国际标准，ＡＮＳＩ：美国标准，ＡＳＴＭ：美国材料试验协会标准，ＢＳ：英国标准，ＣＳＡ：加拿大标准，ＤＩＮ：德国标准，ＪＩＳ：日本工业标准，ＧＢ：中国标准，ＮＦ：法国标准，ＥＣ：国际电工委员会标准，ＵＬ：美国保险商试验室标准弯曲试验有哪两种常见的试验方法，他们的区别在哪里？弯曲试验有两种加载方法，一种为三点式加载方法，另一种为四点式加载方法。
最新材料弹性模量及泊松比测试实验教案.
材料弹性模量及泊松比测试实验教学内容：一、电测法原理 1、应变片测试原理 2、惠斯登路桥应用（1）1/4桥 温度补偿片(R 2) （2）半桥 （3）全桥二、应变片的粘贴步骤 1、选片2、测点表面的清洁处理3、贴片4、干燥处理5、接线6、防潮处理三、材料弹性模量和泊松比的测定包括实验目的、实验内容、实验（设计）仪器设备和材料清单、实验原理、实验步骤及结果测试等。
四、应变仪的操作方法 教学要求：理解电测法的原理、应变片的粘贴步骤；掌握材料弹性模量和泊松比测定的原理及应变仪的使用。
重点：电测法原理，实验原理，应变仪的使用。
一、电测法原理1、应变片测试原理电测法是工程上常用的对实际构件进行应力分析实验的方法之一。
它是通过贴在构件被测点处的电阻应变片(以下简称应变片)，将被测点的应变值转换为应变片的电阻变化，再利用电阻应变仪测出应变片的电阻变量，并直接转换输出应变值，然后依据虎克定律计算出构件被测点的应力值的大小。
在电测法中，主要设备是电阻应变片和电阻应变仪。
其中，电阻应变片是将应变变化量转变成电阻变化量的转换组件。
应变电测发具有感受元件重量轻，体积小；量测系统信号传递迅速、灵敏度高、可遥感，便于与计算机连用及实现自动化等优点。
它的工作原理很简单，是依据金属丝的电阻R 与其本身长度L 成正比，与其横截面积A 成反比这一物理学定律而得，用公式表示其电阻即为：/(R L A ID ρ=为电阻系数）当电阻丝受到轴向拉伸或压缩时，上式中的L 、A 、p 均将发生变化。
若此时对上式两端同取对数，即有：ln ln ln ln R L A ρ=+-对其进行数学求导，有：////dR R d dL L dA A ρρ=+-因为金属电阻线受轴向拉伸(或压缩)作用时，式中：所以上式可写成：并令式中：u--电阻丝材料的泊松比K。
—单丝灵敏系数。
则：对大多数电阻丝而言，K0为常量，对丝栅状应变片或箔式应变片，考虑到已不是单根丝，故改用灵敏系数K代替代。
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材料弹性模量及泊松比的测定实验报告引言：弹性模量和泊松比是材料力学性质的重要参数，对于材料的设计和工程应用具有重要意义。
本实验旨在通过测定材料的弹性模量和泊松比，了解材料的力学性能，为工程应用提供参考。
实验原理：弹性模量是材料在受力时对应变的抵抗能力，是表征材料刚度的指标。
泊松比则是材料在受力时横向收缩与纵向伸长之间的比值，是表征材料变形性能的参数。
实验步骤：1. 实验材料准备：选取一种材料样本，如金属棒或弹簧。
2. 弹性模量测定：将材料样本固定在实验台上，用一定的力对其施加拉伸或压缩力，测量应变和应力的关系，通过斜率计算弹性模量。
3. 泊松比测定：将材料样本固定在实验台上，施加纵向力，测量纵向应变，再施加横向力，测量横向应变，通过应变比值计算泊松比。
实验结果：根据实验数据计算得出材料的弹性模量和泊松比。
实验结果显示，材料的弹性模量为X GPa，泊松比为X。
讨论与分析：根据实验结果，我们可以对材料的力学性能进行分析和讨论。
弹性模量越大，材料的刚度越高，对外力的抵抗能力越强。
而泊松比则反映了材料在受力时的变形性能，泊松比越小，材料的变形能力越差，对外力的响应越迟缓。
实验误差及改进：在实验过程中，可能会存在一定的误差。
例如，由于材料的制备和实验条件的限制，实际测量值与理论值之间可能存在一定的偏差。
为了减小误差，可以增加样本数量，进行多次测量取平均值，或者改进实验装置，提高测量精度。
实验应用：弹性模量和泊松比是材料工程中常用的参数，对于材料的设计和工程应用具有重要意义。
例如，在建筑工程中，需要选取合适的材料来承受外力，弹性模量和泊松比的测定可以帮助工程师选择合适的材料。
此外，在材料科学研究中，弹性模量和泊松比的测定也是评价材料性能的重要手段。
结论：通过本实验的测定，我们成功地得到了材料的弹性模量和泊松比。
这些参数对于材料的力学性能研究和工程应用具有重要意义。
实验结果与理论值存在一定的偏差，但通过改进实验方法和提高测量精度，可以进一步提高实验结果的准确性。
实验报告-弹性模量E和泊松比μ的测定(16k)
弹性模量E和泊松比µ的测定实验报告
班级学号姓名
一、实验目的
二、实验仪器设备和工具
三、实验数据记录
附表1（试件相关数据）
试件
厚度h（mm）
宽度b（mm）
横截面面积A0=bh（mm2）
弹性模量E = 210 GPa
泊松比μ= 0.26
附表2（实验数据）
载荷（N）
P
△P
轴向应变读数με
ε1
△ε1
△ε1平均值
ε1ˊ
△ε1ˊ
△ε1ˊ平均值
△ε1平均值△ε1平均值ˊ平均值△ε
横向应变读数με
ε2
△ε2
△ε2平均值
ε2ˊ
△ε2ˊ
△ε2ˊ平均值
△ε2平均值△ε2平均值ˊ平均值△εˊ
四、实验结果处理
1、弹性模量计析及问题讨论
弹性模量E与泊松比测定试验
实验八 弹性模量E 与泊松比μ测定试验一、实验目的1.测定金属材料的E 和μ并验证虎克定律。
2.学习掌握电测法的原理和电阻应变仪的操作。
二、实验原理板试样的布片方案如图8-1所示。
在试样中部截面上，沿正反两侧分别对称地布有一对轴向片R 和一对横向片R ˊ。
试样受拉时轴向片R 的电阻变化为∆R ，相应的轴向应变为εp 与此同时横向片因试样收缩而产生横向应变为εˊ。
E 与μ的测试方法如下：1．E 的测试在线弹性范围内E=εσ代表σ-ε曲线直线部分的斜率。
由于试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。
为了减少测量误差，试验宜从初载P 0开始, P 0≠0,与P 0对应的应变仪读数εp 可预调到零,也可设定一个初读数,而E 可通过下式测定( 图8-2),即)(000εεεσ--=∆∆=n n A P P EP 0为试验的末载荷,为保证模型试验的安全,试验的最大载荷P max 应在试验前按同类材料的弹性极限σc 进行估算, P max 应使σmax ＜ 80%σ c . 图8-1 板试件布片方案 图8-2 E 的测定图8-3 几种不同的组桥方式为验证虎克定律,载荷由P 0到P n 可进行分级加载,nP P P n 0-=∆,其中P n ＜P max .每增加一个ΔP,即记录一个相应的应变读数,检验ε的增长是否符合线性规律.用上述板试样测E,合理地选择组桥方式可有效ˊ εσR ˊR（a ）单臂（b ）串联（c ）半桥（d ）全桥工作片补偿片内接电阻地提高测试灵敏度和试验效率.下面讨论几种常见的组桥方式。
（1）单臂测量（图8-3a ）试验时，在一定载荷条件下，分别对前、后两枚轴向应变片进行单片测量，并取其平均值 2后前εεε+=。
显然（0εε-n ）即代表载荷在（P n -P 0）作用下试样的实际应变量。
而且ε消除了偏心弯曲引起的测量误差。
（2） 轴向片串联后的单臂测量（图8-3b ）为消除偏心弯曲的影响，可将前后轴向片串联后接在同一桥臂（AB ）上，而相邻臂（BC ）接相同阻值的补偿片。
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G
=
2 (1
E +
u)
式中 : G —切变模量 ;
E —弹性模量 ;
u —泊松系数 。
计算出切变模量 。
5 6 7 8 9 10
x + SD
217 246 258 237 182 211 221. 9 ±
596 726 793 692 584 679 668. 1 ±
0. 364 0. 339 0. 325 0. 342 0. 311 0. 310 0. 332 6 ±
弹性模量与泊松系数 、切变模量测定试样取自 某公司新研制的高分子材料 。以机械加工的方法沿 材料的纵向取样 ,加工成直径为 12～12. 12 mm ,高 为 25 mm 的试样 10 个 。将试样外表面用金相砂纸 沿试样轴线 方向打磨后 ,用酒精和丙铜将试样表面 清洗干净 ,在试样纵向和横向各粘贴一片浙江黄岩 测试仪器厂生产的阻值为 120 Ω 灵敏系数为2. 12 , 标距为 1 mm ×1 mm 的胶基泊式电阻应变片 ,贴片 后自然干燥 24 小时后进行实验 。
实验设备为日本岛津 A G～10 TA 自动控制电 子万能试验机 。将试样置于电子万能试验机的工作 台上 ,以 0. 5 mm/ min 的实验速度对试样施加压应 力 ,当对试样施加 0. 5 kNf 时 ,使载荷保持恒定 。通
[ 收稿日期 ] 2006209210 [ 作者简介 ] 王国同 (19692) ,男 ,高级工程师 ,研究方向为机械强度
0. 003 688
应变 (με) 623 587 723 678 596 726 793 692 584 679 668. 1 ±
69. 631 49
弹性模量计 算值 M Pa
7 099 7 545 6 130 6 524 7 426 6 104 5 575 6 397 7 573 5 184 6 555. 7 ±
4 讨 论
3 测试结果
弹性模量测试与计算结果见表 1 ,泊松系数测 试与计算结果见表 2 ,切变模量计算结果见表 3 。
表 1 弹性模量测试与计算结果
样号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
x +Leabharlann SD应力δM Pa 4. 423 4. 429 4. 432 4. 427 4. 426 4. 432 4. 421 4. 427 4. 423 4. 426 4. 426 6 ±
838. 052 5
表 2 泊松系数测试与计算结果
样号
1 2 3 4
横向应变 (με)
209 196 227 236
纵向应变 (με)
623 587 723 678
泊松系数
0. 335 0. 339 0. 313 0. 348
实验结果表明 ,高分子材料弹性模量为 6 555. 7 ±838. 052 5 M Pa , 泊 松 系 数 为 0. 332 6 ±0. 017 696 ,切变模量为 2 463. 74 ±309. 547 4 M Pa ,材料 为低模量材料 ,其横向变形系数较大 ,大于金属材料 (钢的泊松系数为 0. 27～0. 3) 。
46
试验技术与试验机 Sep . 2006
过华东电子仪器厂的 YJ - 26 型静态电阻应变仪测
出试样纵向和横向应变 。
根据公式 : 式中 :σ—应力 ;
σ = E ·ε;
E —弹性模量 ; ε—应变 。
计算出每个试样的弹性模量 。再根据公式
ε′ u= ε
式中 : u —泊松系数 ; ε′—横向应变 ; ε—纵向应变 。 计算出每个试样的泊松系数 。再根据公式
No3. 2006
试验技术与试验机
Sep . 2006
高分子材料弹性模量 、泊松系数 、切变模的测试
王同国 ,马克强 ,王科理
(吉林大学管理学院 ,吉林 长春 130025)
摘 要 :本文报道了以应变电测原理和技术测试某公司新研制的高分子材料的弹性模量 、泊松比 、切变模量的结
果 。并对试验方法及电阻应变片的迭取及贴片工艺进行了分析和讨论 。
23. 354 51
69. 631 49
0. 017 696
表 3 切变模量计算结果
样号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 x + SD
切变模量 (MPa)
2 658. 8 2 817. 4 2 334. 3 2 421. 7 2 772. 1 2 279. 3 2 103. 7 2 383. 3 2 888. 2 1 978. 6 2 463. 74 ±309. 547 4
关键词 :高分子材料 ;弹性模量 ;泊松系数 ;切变模量 ;测试
中图分类号 : TB324
文献标识码 :B
The Test on Elastic Modulus , Poisson Ratio , Shear Modulus of High Denominator Material
Wang To ngguo , Ma Keqiang , Wang keli ( S chool of M ana gement J i l i n U ni versi t y , J i l i n Chan gchun 130025)
应变电测原理和技术 ,在机械 、电子 、石油 、化 工 、建筑 、国防等各个领域都得到了广泛的应用 。其 具有快捷和测试精度高等特点 。应用应变电测技术 和原理测量试件 、构件结构的应变值 ,严格掌握电阻 应变片的粘贴工艺致关重要 。严格的按照电阻应变 片的粘贴工艺进行贴片 ,是测试取得成功的重要环 节 。为保证测量精度对所使用的测量仪器 ,在使用 前要用应变校准仪进行校准后进行使用才能取得满 意的效果 。
本实验以应变电测原理和技术测试了高分子材 料的弹性模量 、泊松系数 ,切变模量值 ,为新材料的 进一步开发奠定了基础 。
参考文献 :
[ 1 ] 吴宗岱. 陶宝祺编著 ,应变电测原理及技术 [ M ] . 北京 : 国防工业出版社 ,1982 ,1～20 页
Abstract : This paper p resent s t he testing result s o ne t he newly2developed high deno minator mate2 rial of t he co mpany , elastic modulus , Poisso n ratio , shear modulus , Al so , so me analysis and dis2 cussio n o n t he testing met hod , t he resistance st rain gage choice and t he technique of patch , are made in t his paper . Keywords : high deno minator materials ;elastic modulus ; Poisso n ratio ; shear modulus ;test
1 引 言
2 材料与方法
弹性模量 、泊松系数 、切变模量是材料力学性质 的三个重要指标 ,尤其是新材料的研究必须确定这 三个重要指标 。这三个指标也贯穿于材料力学的计 算中 ,以单向虎克定律计算应力需要弹性模量 ,以广 义虎克定律计算应力则需要弹性模量值和泊松系数 值 。测定弹性模量和泊松系数有好多种方法 。常用 的诸如以各种引伸仪 ,张伸计 ,还有光学的方法 ,而 应变电测量的方法精度较高 ,所以应变电测法广泛 的应用于测试各种材料的弹性模量和泊松系数 。鉴 于新材料研制的需要作者对某公司新研制的高分子 材料以应变电测原理和技术进行弹性模量 、泊松比 、 切变模量测试 ,现将测试结果报告如下 :