1、(4)彈性模量E和泊松比 卩的測定拉伸試驗中得到的屈服極限 6b和強度極限6 s ,反映了材料對力的作用的承受能力，而 延伸率S或截面收縮率“，反映了材料縮性變行的能力，為了表示材料在彈性范圍內抵抗 變行的難易程度，在實際工程結構中，材料彈性模量E的意義通常是以零件的剛度體現出來 的，這是因為一旦零件按應力設計定型，在彈性變形范圍內的服役過程中，是以其所受負荷而產生的變性量來判斷其剛度的。一般按引起單為應變的負荷為該零件的剛度，例如，在拉二 EA。壓構件中其剛度為：式中A 0為零件的橫截面積。由上式可見，要想提高零件的剛度E A0,亦即要減少零件的彈性變形，可選用高彈性模量的材料和適當加大承載

2、的橫截面積，剛度的重要性在于它決定了零件服役時穩定性，對細長桿件和薄壁構件尤為重要。因此，構件的理論分析和設計計算來說，彈性模量E是經常要用到的一個重要力學性能指標。在彈性范圍內大多數材料服從虎克定律，即變形與受力成正比。縱向應力與縱向應變的 比例常數就是材料的彈性模量 E,也叫楊氏模量。橫向應變與縱向應變之比值稱為泊松比 也叫橫向變性系數，它是反映材料橫向變形的彈性常數。因此金屬才料拉伸時彈性模量E地測定是材料力學最主要最基本的一個實驗，下面用電測法測定低碳鋼彈性模量 E和泊松比卩。E及泊松比卩；（一）（一）試驗目的1. 1 用電測方法測定低碳鋼的彈性模量2. 2 .驗證虎克定律；3. 3

3、.掌握電測方法的組橋原理與應用。（二）（二）試驗原理1. 測定材料彈性模量 E一般采用比例極限內的拉伸試驗，材料在比例極限內服從虎克 定律，其荷載與變形關系為：'PL。(1)EAo若已知載荷 P及試件尺寸，只要測得試件伸長 L即可得出彈性模量 E。：(：L)A°(4)Lo由于本試驗采用電測法測量，其反映變形測試的數據為應變增量，即所以（2）成為：式中： P載荷增量，kN;A0 試件的橫截面面積，cm為了驗證力與變形的線性關心，采用增量法逐級加載，分別測量在相同載荷增量 P作用下試件所產生的應變增量 £。增量法可以驗證力與變形間的線性關系，若各級載荷量 P相等，相應地

4、由應變儀讀出的應變增量 £也大至相等，則線性關系成立，從而驗證了虎克定律。用增量法進行試驗還可以判斷出試驗是否有錯誤，若各次測出的變形不按一定規律變化就說明試驗有錯誤，應進行檢查。加載方案應在測試前就擬定好。最大應力值要在材料的比例極限內進行測試，故最大的應力值不能超過材料的比例極限，一般取屈服極限6 s 70%80% 般可取試驗荷載：Rnax = 0.8 A 0 6 s(5)加載級數一般不少于 5級。2 材料在受拉伸或壓縮時，不僅沿縱向發生縱向變形，在橫向也會同時發生縮短或增大的 橫向變形。由材料力學知，在彈性變形范圍內，橫向應變£ y和縱向應變£ x成正比關系

5、，這一 比值稱為材料的泊松比，一般以 卩表示，即(4)(4)(6)3 0。試驗時，如同時測出縱向應變和橫向應變，則可由上式計算出泊松比(三) (三) 試件平板試件多用于電測法，試件形狀尺寸及貼片方位如圖1所示。為了保證拉伸時的同心度，通常在試件兩端開孔，以銷釘與拉伸夾頭連接，同時可在試件兩面貼應變 片，以提高試驗結果的準確性。> I圖1平板試件布片示意圖（四）（四）設備及儀器1. 1 電子拉力試驗機或萬能試驗機。2. 2 .靜態電阻應變儀。3 . 3.游標卡尺（五）（五）試驗方法與步驟1. 1.用游標卡尺測量試件中間的截面積尺寸。2 . 2.在試件中間截面沿縱向軸線及其垂直方向分別貼三個

6、電阻應變片；在溫度補償上貼一個電阻應變片。3 . 3.選擇電子拉力試驗機或萬能試驗機測力限度，調準零位。4 . 4.將試件夾于試驗機的上夾頭，用半橋接橋方法，把三個工作片及補償片接至電阻應變儀。圖2應變片串聯接橋圖。R2圖2應變片串聯接橋5. 5 使試件下夾頭夾緊后，開始加載。每加一次載荷，讀出并記下各測點的應變值。6 6 將測試結果代入有關公式進行計算，求出E,卩。（六）（六）思考題1 1.怎樣驗證虎克定律？2. 2 .如何制定本試驗的加載方案？如果本試驗所用的低碳鋼的屈服極限6 s為190Mpa, 計算最大的加量；如分為 6級試計算出每級增量 P。3. 3 .為何沿試件縱向軸線方向兩面貼兩

7、片電阻應變片？（七）試驗報告要求：1.1.試驗名稱：2.2.試驗目的：3.3.試驗記錄及結果：(1)（1） 機器、儀器名稱、型號、量程。(2)（2） 試件尺寸。(3)（3） 試驗數據記錄、表格、圖線及計算結果。試驗數據記錄表頭參考格式:載荷載荷增量縱向變形（應變）讀數橫向變形（應變） 讀數(kN) P(kN)左A A右A A左右讀 數差平 均值A 3 A4. 4.用坐標紙按比例繪制 P- L或CT - £ o5. 5.書面回答思考題中提出的問題，并寫入試驗報告中。常用材料彈性模量及泊松比名稱彈性模量E 切變模量G 泊松比口GPaGPa鎳鉻鋼20679.380.25-0.30合金鋼20

8、679.380.25-0.30碳鋼196-206790.24-0.28鑄鋼172-2020.3球墨鑄鐵140-15473-760.23-0.27灰鑄鐵113-157440.23-0.27白口鑄鐵113-157440.23-0.27冷拔純銅12748軋制磷青銅113410.32-0.35軋制純銅108390.31-0.34軋制錳青銅108390.35鑄鋁青銅10341冷拔黃銅89-9734-360.32-0.42軋制鋅82310.27硬鋁合金7026軋制鋁6825-260.32-0.36鉛177 0.42玻璃55220.25混凝土14-234.9-15.70.1-0.18縱紋木材9.8-120.5橫紋木材0.5-0.980.44-0.64橡膠0.007840.47電木1.96-2.940.69-2.06 0.35-