低碳鋼彈性模量和泊松比實驗裝置

① 測定彈性模量E和泊松比時,如果不加初載荷或初載荷不夠大時對實驗結果與什麼影響

為了消除試驗機機構之間的空隙與載入機構的間隙，在實驗開始時，必須加一定量的初載荷。按有關實驗方法的規定，初載荷應為試驗機所選度盤量程的10%左右。

尺寸形狀對材料彈性模量和泊松比沒有影響，測定多採用動態法和脈沖激振法。

彈性模量是指當有力施加於物體或物質時，其彈性變形（非永久變形）趨勢的數學描述。物體的彈性模量定義為彈性變形區的應力－應變曲線（英語：Stress–strain curve）的斜率：其中λ是彈性模量，stress（應力）是引起受力區變形的力，strain（應變）是應力引起的變化與物體原始狀態的比。

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材料在彈性變形階段，其應力和應變成正比例關系（即符合胡克定律），其比例系數稱為彈性模量。

彈性模量的單位是達因每平方厘米。「彈性模量」是描述物質彈性的一個物理量，是一個統稱，表示方法可以是「楊氏模量」、「剪切模量」、「體積模量」等。

一般地講，對彈性體施加一個外界作用，彈性體會發生形狀的改變（稱為「應變」），「彈性模量」的一般定義是：應力除以應變。

材料在彈性變形階段，其應力和應變成正比例關系（即符合胡克定律），其比例系數稱為彈性模量。彈性模量的單位是達因每平方厘米。「彈性模量」是描述物質彈性的一個物理量，是一個統稱，表示方法可以是「楊氏模量」、「剪切模量」、「體積模量」等。

彈性模量是工程材料重要的性能參數，從宏觀角度來說，彈性模量是衡量物體抵抗彈性變形能力大小的尺度，從微觀角度來說，則是原子、離子或分子之間鍵合強度的反映。凡影響鍵合強度的因素均能影響材料的彈性模量，如鍵合方式、晶體結構、化學成分、微觀組織、溫度等。因合金成分不同、熱處理狀態不同、冷塑性變形不同等，金屬材料的楊氏模量值會有5%或者更大的波動。但是總體來說，金屬材料的彈性模量是一個對組織不敏感的力學性能指標，合金化、熱處理（纖維組織）、冷塑性變形等對彈性模量的影響較小，溫度、載入速率等外在因素對其影響也不大，所以一般工程應用中都把彈性模量作為常數。

彈性模量可視為衡量材料產生彈性變形難易程度的指標，其值越大，使材料發生一定彈性變形的應力也越大，即材料剛度越大，亦即在一定應力作用下，發生彈性變形越小。彈性模量E是指材料在外力作用下產生單位彈性變形所需要的應力。它是反映材料抵抗彈性變形能力的指標，相當於普通彈簧中的剛度。

② 低碳鋼拉伸實驗的實驗原理和步驟

● 原理部分：
低碳鋼是工程上最廣泛使用的材料，同時，低碳鋼試樣在拉伸試驗中所表現出的變形與抗力間的關系也比較典型。低碳鋼的整個試驗過程中工作段的伸長量與荷載的關系由拉伸圖表示。做實驗時，可利用萬能材料試驗機的自動繪圖裝置繪出低碳鋼試樣的拉伸圖即下圖中拉力F與伸長量△L的關系曲線。需要說明的是途中起始階段呈曲線是由於試樣頭部在試驗機夾具內有輕微滑動及試驗機各部分存在間隙造成的。大致可分為四個階段：
（1）彈性階段OA：這一階段試樣的變形完全是彈性的，全部寫出荷載後，試樣將恢復其原長。此階段內可以測定材料的彈性模量E。
（2）屈服階段AS』：試樣的伸長量急劇地增加，而萬能試驗機上的荷載讀數卻在很小范圍內（圖中鋸齒狀線SS』）波動。如果略去這種荷載讀數的微小波動不計，這一階段在拉伸圖上可用水平線段來表示。若試樣經過拋光，則在試樣表面將看到大約與軸線成45°方向的條紋，稱為滑移線。
（3）強化階段S』B 試樣經過屈服階段後，若要使其繼續伸長，由於材料在塑性變形過程中不斷強化，故試樣中抗力不斷增長。
（4）頸縮階段和斷裂BK 試樣伸長到一定程度後，荷載讀數反而逐漸降低。此時可以看到試樣某一段內橫截面面積顯著地收縮，出現「頸縮」的現象，一直到試樣被拉斷。斷口呈杯錐狀如右圖所示
利用原始標距內的殘余變形來計算材料斷後伸長率A和斷面收縮率Z，計算公式為：
式中L0為原始標距長度，S0為原始橫截面面積，Lu為試樣斷裂後標距長度，Su為試樣斷裂後頸縮處最小橫截面面積。
圖2-4 低碳鋼拉伸圖
● 步驟：
1在試樣的原始標距長度L0范圍內，用試樣劃線器細劃等分10個分格線
2．根據GB/T 228—2002《金屬材料室溫拉伸試驗方法》中第7章的規定，測定試樣原始橫截面面積。本次實驗採用圓形截面試樣，應在標距的兩端及中間處的兩個相互垂直的方向上各測一次橫截面直徑d，取其算術平均值，選用三處中平均直徑最小值，並以此值計算橫截面面積S0，其S0 =πd2/4。該計算值修約到四位有效數字（π取五位有效數字）。
3．打開試驗機，安裝試樣，可快速調節試驗機的夾頭位置，將試樣先夾持在上夾頭中，再升起下夾頭，將試樣夾牢並使之鉛直；
4．在計算機上輸入已測平均直徑中最小值等參數，並勾選所需測定的參數FeH值、下屈服點力FeL值和最大力Fm值，上屈服強度Reh,下屈服強度Rel抗拉強度Rm。將進油閥關閉，按試驗機上啟動鍵。同時，操作計算機軟體使之開始繪制曲線圖。
5..在載入實驗過程中，總的要求應是緩慢、均勻、連續地進行載入。並採用位移控制速率0.009mm/s。開始測定時至達到屈服強度階段，試樣平行長度的控制速率為0.009mm/S。達到強化階段後可適當增大速率至0.015mm/s。試樣拉斷後立即停機並先取下試樣，然後打開回油閥，使工作平台復位。
5．在實驗中，注意觀察拉伸過程四個特徵階段中的各種現象，記錄的上屈服點力FeH值、下屈服點力FeL值和最大力Fm值，上屈服強度Reh,下屈服強度Rel抗拉強度Rm
考慮軟體識別問題，手動定位並設置下屈服點。
6.將斷後試樣拼接並用游標卡尺測斷後標距Lu，和拉斷處最小斷面的直徑。

③ 鋼的彈性模量和泊松比測定實驗中，縱向應變片與橫向應變片黏貼不準對測量結果的影響

會影響的，應變片貼不好會影響應變數的准確測試，直接導致實驗結果，現在多採用脈沖激振法，是無損檢測，方便，准確。

材料沿載荷方向產生伸長(或縮短)變形的同時，在垂直於載荷的方向會產生縮短(或伸長)變形。垂直方向上的應變εl與載荷方向上的應變ε之比的負值稱為材料的泊松比。

以v表示泊松比，則v=-εl/ε。在材料彈性變形階段內，v是一個常數。理論上，各向同性材料的三個彈性常數E、G、v中，只有兩個是獨立的。

(3)低碳鋼彈性模量和泊松比實驗裝置擴展閱讀：

意義

彈性模量是工程材料重要的性能參數，從宏觀角度來說，彈性模量是衡量物體抵抗彈性變形能力大小的尺度，從微觀角度來說，則是原子、離子或分子之間鍵合強度的反映。

彈性模量可視為衡量材料產生彈性變形難易程度的指標，其值越大，使材料發生一定彈性變形的應力也越大，即材料剛度越大，亦即在一定應力作用下，發生彈性變形越小。

④ 低碳鋼的剪切彈性模量大概是多少

以下是幾種常用的低碳鋼的剪切模量：

25鋼，剪切模量： 8.04E+10 MPa

30鋼，剪切模量 ： 8.20E+10 MPa

35鋼，剪切模量： 8.21E+10MPa

40鋼，剪切模量： 8.23E+10 MPa

45鋼，剪切模量; 8.23E+10 MPa

50鋼，剪切模量； 8.11E+10 MPa

55鋼，剪切模量 ： 8.53E+10 MPa

剪切模量(molus of rigidity)，材料常數，是剪切應力與應變的比值。又稱切變模量或剛性模量。材料的力學性能指標之一。是材料在剪切應力作用下，在彈性變形比例極限范圍內，切應力與切應變的比值。它表徵材料抵抗切應變的能力。模量大，則表示材料的剛性強。

剪切模量的倒數稱為剪切柔量，是單位剪切力作用下發生切應變的量度，可表示材料剪切變形的難易程度。

剛度參數γ，所使用的材的剪切模量G，E是混凝土的彈性模量。剪切模量G和彈性模量E、泊松比μ之間有關系:G=E/(2(1+μ))。

⑤ 彈性模量E和泊松比的試驗中，測縱向應變時,採用的應變片貼在試件的側面或邊緣對試驗結果有影響嗎如果有,

側面肯定不行，橫向與縱向應變應該在同一點上。不在同一點上，測試結果不準確，雖為同一層面，由於受力不均，各個點應變是不同的。

⑥ 材料彈性模量和泊松比的測定實驗最大載荷有什麼限制

材料彈性模量和泊松比的測定實驗最大載荷限制：為了消除試驗機機構之間的空隙與載入機構的間隙，在實驗開始時，必須加一定量的初載荷。按有關實驗方法的規定，初載荷應為試驗機所選度盤量程的10%左右。

測定e時,最大荷載不能超過比例極限,在比例極限內，材料的應變和應力成正比（胡克定律）超過比例極限，應變加大與應力不成正比，胡克定律被破壞，根據拉伸曲線確定即可，最大載荷就是發生在材料達到強度極限的那一時刻。

材料的泊松比

材料沿載荷方向產生伸長(或縮短)變形的同時，在垂直於載荷的方向會產生縮短(或伸長)變形。垂直方向上的應變εl與載荷方向上的應變ε之比的負值稱為材料的泊松比。以v表示泊松比，則v=-ε1/ε。在材料彈性變形階段內，v是一個常數。理論上，各向同性材料的三個彈性常數E、G、v中，只有兩個是獨立的。

⑦ 低碳鋼彈性模量E的測定實驗中為什麼加初荷載

這是因為，在測定實驗中，試驗器與施加荷載的接收點中間是很難控制的。如果留下空隙，就會照成試驗的誤差，如果不留下空隙，就會造成有可能施加壓力。因此，就需要加出荷載，這樣，即不會留下空隙，又知道載入的力是多少。
彈性模量：一般地講，對彈性體施加一個外界作用，彈性體會發生形狀的改變（稱為「應變」），「彈性模量」的一般定義是：應力除以應變。材料在彈性變形階段，其應力和應變成正比例關系（即符合胡克定律），其比例系數稱為彈性模量。彈性模量的單位是達因每平方厘米。「彈性模量」是描述物質彈性的一個物理量，是一個統稱，表示方法可以是「楊氏模量」、「剪切模量」、「體積模量」等。

⑧ 彈性模量及泊松比的實驗產生誤差的主要因素是什麼

彈性模量的實驗產生誤差的主要因素是：①測量儀本身有一定的機械效率,這對測量會引起誤差. ②電動壓力機的工作狀態不是十分穩定,各種儀表精度上的誤差以及讀數時的人為誤差.

泊松比的實驗產生誤差的主要因素是：

1:繞線時的誤差
2:計時誤差
3:儀器本身存在的系統誤差及讀數時的人為誤差.

⑨ 與一次載入測定彈性模量儀和身體相比,採用重量法測定彈性模量和泊松比有何優

1. 通過材料彈性模量和泊松比的測定實驗，使學生掌握測定材料變形的基本方法，學會擬定實驗載入方案，驗證虎克定律。
2. 電測材料的彈性模量和泊松比，使學生學會用電阻應變計和電阻應變儀測量材料的變形。主要設備：材料試驗機或多功能電測實驗裝置；主要耗材：低碳鋼拉伸彈性模量試樣，每次實驗1根。