实验指导-性模量E和泊松比μ的测定.docVIP

弹性模量E和泊松比μ的测定 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3-4。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。 P P R1 R1ˊ R1 R R R2 R2ˊ R2 b h 补偿块 P P 图 3-4 拉伸试件及布片图 弹性模量E的测定 由于实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。为了尽可能减小测量误差，实验宜从一初载荷P0（P0≠0）开始，采用增量法，分级加载，分别测量在各相同载荷增量△P作用下，产生的应变增量△ε，并求出△ε的平均值。设试件初始横截面面积为A0，又因 ε=△l/l，则有 上式即为增量法测E的计算公式。 式中 A0 — 试件截面面积 △ε — 轴向应变增量的平均值 用上述板试件测E时，合理地选择组桥方式可有效地提高测试灵敏度和实验效率。下面讨论几种常见的组桥方式。 14单臂测量（图3－5a） 14 R1 R 工作片 Uab A C 补偿片 R3 R4 机内电阻 D E (a) B B R1′ R R1′ R2 R1 R R1 R2′ Uab Uab A C A C R3 R4 R3 R4 D D E E (b) (c) B B R1 R R1 R2 Uab Uab A C A C R R1′ R2′ R1′ D D E E (d) (e) 图3－5 几种不同的组桥方式 实验时，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ε＝（ε1＋ε1′）/2。显然（εn＋ε0）代表载荷（Pn＋P0）作用下试件的实际应变量。而且ε消除了偏心弯曲引起的测量误差。 （2）轴向应变片串连后的单臂测量（图3－5b） 为消除偏心弯曲引起的影响，可将前后两轴向应变片串联后接在同一桥臂（AB）上，而邻臂（BC）接相同阻值的补偿片。受拉时两枚轴向应变片的电阻变化分别为 △R=△R1 + △RM △R= △R1′－△RM △RM为偏心弯曲引起的电阻变化，拉、压两侧大小相等方向相反。根据桥路原理，AB桥臂有 △R/R = (△R1 + △RM + △R1′－△RM)/( R1 + R1′) =△R1/△R1 15因此轴向应变片串联后，偏心弯曲的影响自动消除，而应变仪的读数就等于试件的应变即εp =εd，很显然这种测量方法没有提高测量灵敏度。 15 （3）串联后的半桥测量（图3－5c） 将两轴向应变片串联后接AB桥臂；两横向应变片串联后接BC桥臂，偏心弯曲的影响