材料弹性模量和泊松比的测定

材料弹性模量E 和泊松比μ的测定

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、千分表法、电测法等。本节介绍电测法。

一、实验目的

1.了解材料弹性常数E 、μ的定义。

2.掌握测定材料弹性常数E 、μ的实验方法。

3.了解电阻应变测试方法的基本原理和步骤。

4.验证虎克定律。

5.学习最小二乘法处理实验数据。 二、实验设备

1．TS3861型静态数字应变仪一台； 2．NH-10型多功能组合实验架一台； 3.拉伸试件一根； 4.温度补偿块一块； 5.游标卡尺。 三、实验原理和方法

弹性模量是材料拉伸时应力应变成线形比例范围内应力与应变之比。材料在比例极限内服从虎克定律，其关系为：

E σε

=

F A

σ=

ε

εμ'=

试件的材料为钢，宽H 和厚T 均由实际测量得出，形状为亚铃型扁试件如图2-17，应变片的K =2.08。实验时利用NH-3型多功能组合实验架对试件施加轴向拉力，利用应变片测出试件的轴向应变ε和横向应变ε'，利用②式计算出试件的轴向应力。在测量轴向应变时，应将正反两面的轴向应变片接成全桥对臂测量线路。利用式E σ

ε

=

就可得到材料的E ，

利用式ε

εμ'

=

得到材料的泊松比μ。

图2-17

四、实验步骤

1.实验准备

检查试件及应变片和应变仪是否正常。 2.拟定加载方案

根据材料手册，拟定加载方案。（推荐方法： P 0=100N,△P =300N ，P MAX =1300N ）。 3.组成测量电桥

测定弹性模量E ，以前后两面轴线上的轴向应变片与温度补偿应变片组成对臂全桥接线方式进行测量如图2-18a 所示，测定泊松比μ，为了消除初曲率和加载可能存在的偏心引起的弯曲影响，同样采用对臂全桥接线方式将两个轴向应变片和两个纵向应变片分别组成两个桥路进行测量，测出试件的轴向应变ε和横向应变ε'。如图2-18a 、b 所示。

4.进行实验

5.检查实验数据

6.自主设计数据记录表

图2-18

五、实验结果处理

1.利用最小二乘法拟合材料的弹性常数E和μ。

2.检查数据

本节思考题

1.本实验为什么采用全桥接线的对臂测量方法？

2.如果应变片贴的不准或试件装夹不好，会对实验结果有什么影响？