材料切变模量的测定

材料切变模量G 的测定

材料的切变模量G ，是计算构件扭转变形的基本参数。测定切变模量的方法有很多种，本节主要介绍电测法测定切变模量G 。

一、实验目的

1.了解用电阻应变测试方法测定材料扭转时的剪切弹性模量G 的方法。

2.测定试件材料的剪切弹性模量。

3.理解剪切弹性模量的定义和变形方式。

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。

三、实验原理和方法

依照国标GB10128—88的规定，材料扭转时，剪应力与剪应变成线性比例关系范围内剪应力τ与剪应变γ之比称剪切弹性模量或切变

模量，以G 表示即：

γ

τ=G 上式中的τ和γ均可由实验测定，其方法如下。

1.τ的测定

在空心薄臂圆筒试件的前后表面A 、C 两点处

分别贴上应变片如图2-19所示，试件贴片处扭转

切应力为

图2-20 图2-19

p

W T =

τ 式中，p W 为圆管的抗扭截面系数。

2.γ的测定 选择全桥接线使得应变仪产生的读数应变均由扭转切应力引起，则有d ε=2r ε=4o 45ε由于薄臂圆筒上任意一点均为纯剪切应力状态如图2-20。

根据广义胡克定律和o 45-σ=1σ=τ-,o 45σ=3σ=τ,可得

[]2

21)(145γττμτμτε==+=--=G E E o 因此, γ=r ε,由γ

τ=G 可得 r

P W T G ε= 实验采用等量逐级加载法。设各级扭矩增量为i T ∆，应变仪读数增量为ri ε∆，从每级加载中，可求得切变模量为

ri

P i i W T G ε∆∆= 同样采用端直法,材料的切变模量是以上i G 的算术平均值,即∑==n

i i G n G 1

1。 四、实验步骤

1.组桥接线

2.采用分级加载法，先予加100N 的初荷载检查装置和应变仪是否正常工作。

3.将应变仪调零，然后以∆P=100N 进行分级加载，直至max P =500N 。

4.分别记录ri ε和/ri ε，数据处理，整理实验报告。