低碳钢弹性模量和泊松比实验装置

① 测定弹性模量E和泊松比时,如果不加初载荷或初载荷不够大时对实验结果与什么影响

为了消除试验机机构之间的空隙与加载机构的间隙，在实验开始时，必须加一定量的初载荷。按有关实验方法的规定，初载荷应为试验机所选度盘量程的10%左右。

尺寸形状对材料弹性模量和泊松比没有影响，测定多采用动态法和脉冲激振法。

弹性模量是指当有力施加于物体或物质时，其弹性变形（非永久变形）趋势的数学描述。物体的弹性模量定义为弹性变形区的应力－应变曲线（英语：Stress–strain curve）的斜率：其中λ是弹性模量，stress（应力）是引起受力区变形的力，strain（应变）是应力引起的变化与物体原始状态的比。

(1)低碳钢弹性模量和泊松比实验装置扩展阅读：

材料在弹性变形阶段，其应力和应变成正比例关系（即符合胡克定律），其比例系数称为弹性模量。

弹性模量的单位是达因每平方厘米。“弹性模量”是描述物质弹性的一个物理量，是一个统称，表示方法可以是“杨氏模量”、“剪切模量”、“体积模量”等。

一般地讲，对弹性体施加一个外界作用，弹性体会发生形状的改变（称为“应变”），“弹性模量”的一般定义是：应力除以应变。

材料在弹性变形阶段，其应力和应变成正比例关系（即符合胡克定律），其比例系数称为弹性模量。弹性模量的单位是达因每平方厘米。“弹性模量”是描述物质弹性的一个物理量，是一个统称，表示方法可以是“杨氏模量”、“剪切模量”、“体积模量”等。

弹性模量是工程材料重要的性能参数，从宏观角度来说，弹性模量是衡量物体抵抗弹性变形能力大小的尺度，从微观角度来说，则是原子、离子或分子之间键合强度的反映。凡影响键合强度的因素均能影响材料的弹性模量，如键合方式、晶体结构、化学成分、微观组织、温度等。因合金成分不同、热处理状态不同、冷塑性变形不同等，金属材料的杨氏模量值会有5%或者更大的波动。但是总体来说，金属材料的弹性模量是一个对组织不敏感的力学性能指标，合金化、热处理（纤维组织）、冷塑性变形等对弹性模量的影响较小，温度、加载速率等外在因素对其影响也不大，所以一般工程应用中都把弹性模量作为常数。

弹性模量可视为衡量材料产生弹性变形难易程度的指标，其值越大，使材料发生一定弹性变形的应力也越大，即材料刚度越大，亦即在一定应力作用下，发生弹性变形越小。弹性模量E是指材料在外力作用下产生单位弹性变形所需要的应力。它是反映材料抵抗弹性变形能力的指标，相当于普通弹簧中的刚度。

② 低碳钢拉伸实验的实验原理和步骤

● 原理部分：
低碳钢是工程上最广泛使用的材料，同时，低碳钢试样在拉伸试验中所表现出的变形与抗力间的关系也比较典型。低碳钢的整个试验过程中工作段的伸长量与荷载的关系由拉伸图表示。做实验时，可利用万能材料试验机的自动绘图装置绘出低碳钢试样的拉伸图即下图中拉力F与伸长量△L的关系曲线。需要说明的是途中起始阶段呈曲线是由于试样头部在试验机夹具内有轻微滑动及试验机各部分存在间隙造成的。大致可分为四个阶段：
（1）弹性阶段OA：这一阶段试样的变形完全是弹性的，全部写出荷载后，试样将恢复其原长。此阶段内可以测定材料的弹性模量E。
（2）屈服阶段AS’：试样的伸长量急剧地增加，而万能试验机上的荷载读数却在很小范围内（图中锯齿状线SS’）波动。如果略去这种荷载读数的微小波动不计，这一阶段在拉伸图上可用水平线段来表示。若试样经过抛光，则在试样表面将看到大约与轴线成45°方向的条纹，称为滑移线。
（3）强化阶段S’B 试样经过屈服阶段后，若要使其继续伸长，由于材料在塑性变形过程中不断强化，故试样中抗力不断增长。
（4）颈缩阶段和断裂BK 试样伸长到一定程度后，荷载读数反而逐渐降低。此时可以看到试样某一段内横截面面积显著地收缩，出现“颈缩”的现象，一直到试样被拉断。断口呈杯锥状如右图所示
利用原始标距内的残余变形来计算材料断后伸长率A和断面收缩率Z，计算公式为：
式中L0为原始标距长度，S0为原始横截面面积，Lu为试样断裂后标距长度，Su为试样断裂后颈缩处最小横截面面积。
图2-4 低碳钢拉伸图
● 步骤：
1在试样的原始标距长度L0范围内，用试样划线器细划等分10个分格线
2．根据GB/T 228—2002《金属材料室温拉伸试验方法》中第7章的规定，测定试样原始横截面面积。本次实验采用圆形截面试样，应在标距的两端及中间处的两个相互垂直的方向上各测一次横截面直径d，取其算术平均值，选用三处中平均直径最小值，并以此值计算横截面面积S0，其S0 =πd2/4。该计算值修约到四位有效数字（π取五位有效数字）。
3．打开试验机，安装试样，可快速调节试验机的夹头位置，将试样先夹持在上夹头中，再升起下夹头，将试样夹牢并使之铅直；
4．在计算机上输入已测平均直径中最小值等参数，并勾选所需测定的参数FeH值、下屈服点力FeL值和最大力Fm值，上屈服强度Reh,下屈服强度Rel抗拉强度Rm。将进油阀关闭，按试验机上启动键。同时，操作计算机软件使之开始绘制曲线图。
5..在加载实验过程中，总的要求应是缓慢、均匀、连续地进行加载。并采用位移控制速率0.009mm/s。开始测定时至达到屈服强度阶段，试样平行长度的控制速率为0.009mm/S。达到强化阶段后可适当增大速率至0.015mm/s。试样拉断后立即停机并先取下试样，然后打开回油阀，使工作平台复位。
5．在实验中，注意观察拉伸过程四个特征阶段中的各种现象，记录的上屈服点力FeH值、下屈服点力FeL值和最大力Fm值，上屈服强度Reh,下屈服强度Rel抗拉强度Rm
考虑软件识别问题，手动定位并设置下屈服点。
6.将断后试样拼接并用游标卡尺测断后标距Lu，和拉断处最小断面的直径。

③ 钢的弹性模量和泊松比测定实验中，纵向应变片与横向应变片黏贴不准对测量结果的影响

会影响的，应变片贴不好会影响应变量的准确测试，直接导致实验结果，现在多采用脉冲激振法，是无损检测，方便，准确。

材料沿载荷方向产生伸长(或缩短)变形的同时，在垂直于载荷的方向会产生缩短(或伸长)变形。垂直方向上的应变εl与载荷方向上的应变ε之比的负值称为材料的泊松比。

以v表示泊松比，则v=-εl/ε。在材料弹性变形阶段内，v是一个常数。理论上，各向同性材料的三个弹性常数E、G、v中，只有两个是独立的。

(3)低碳钢弹性模量和泊松比实验装置扩展阅读：

意义

弹性模量是工程材料重要的性能参数，从宏观角度来说，弹性模量是衡量物体抵抗弹性变形能力大小的尺度，从微观角度来说，则是原子、离子或分子之间键合强度的反映。

弹性模量可视为衡量材料产生弹性变形难易程度的指标，其值越大，使材料发生一定弹性变形的应力也越大，即材料刚度越大，亦即在一定应力作用下，发生弹性变形越小。

④ 低碳钢的剪切弹性模量大概是多少

以下是几种常用的低碳钢的剪切模量：

25钢，剪切模量： 8.04E+10 MPa

30钢，剪切模量 ： 8.20E+10 MPa

35钢，剪切模量： 8.21E+10MPa

40钢，剪切模量： 8.23E+10 MPa

45钢，剪切模量; 8.23E+10 MPa

50钢，剪切模量； 8.11E+10 MPa

55钢，剪切模量 ： 8.53E+10 MPa

剪切模量(molus of rigidity)，材料常数，是剪切应力与应变的比值。又称切变模量或刚性模量。材料的力学性能指标之一。是材料在剪切应力作用下，在弹性变形比例极限范围内，切应力与切应变的比值。它表征材料抵抗切应变的能力。模量大，则表示材料的刚性强。

剪切模量的倒数称为剪切柔量，是单位剪切力作用下发生切应变的量度，可表示材料剪切变形的难易程度。

刚度参数γ，所使用的材的剪切模量G，E是混凝土的弹性模量。剪切模量G和弹性模量E、泊松比μ之间有关系:G=E/(2(1+μ))。

⑤ 弹性模量E和泊松比的试验中，测纵向应变时,采用的应变片贴在试件的侧面或边缘对试验结果有影响吗如果有,

侧面肯定不行，横向与纵向应变应该在同一点上。不在同一点上，测试结果不准确，虽为同一层面，由于受力不均，各个点应变是不同的。

⑥ 材料弹性模量和泊松比的测定实验最大载荷有什么限制

材料弹性模量和泊松比的测定实验最大载荷限制：为了消除试验机机构之间的空隙与加载机构的间隙，在实验开始时，必须加一定量的初载荷。按有关实验方法的规定，初载荷应为试验机所选度盘量程的10%左右。

测定e时,最大荷载不能超过比例极限,在比例极限内，材料的应变和应力成正比（胡克定律）超过比例极限，应变加大与应力不成正比，胡克定律被破坏，根据拉伸曲线确定即可，最大载荷就是发生在材料达到强度极限的那一时刻。

材料的泊松比

材料沿载荷方向产生伸长(或缩短)变形的同时，在垂直于载荷的方向会产生缩短(或伸长)变形。垂直方向上的应变εl与载荷方向上的应变ε之比的负值称为材料的泊松比。以v表示泊松比，则v=-ε1/ε。在材料弹性变形阶段内，v是一个常数。理论上，各向同性材料的三个弹性常数E、G、v中，只有两个是独立的。

⑦ 低碳钢弹性模量E的测定实验中为什么加初荷载

这是因为，在测定实验中，试验器与施加荷载的接收点中间是很难控制的。如果留下空隙，就会照成试验的误差，如果不留下空隙，就会造成有可能施加压力。因此，就需要加出荷载，这样，即不会留下空隙，又知道加载的力是多少。
弹性模量：一般地讲，对弹性体施加一个外界作用，弹性体会发生形状的改变（称为“应变”），“弹性模量”的一般定义是：应力除以应变。材料在弹性变形阶段，其应力和应变成正比例关系（即符合胡克定律），其比例系数称为弹性模量。弹性模量的单位是达因每平方厘米。“弹性模量”是描述物质弹性的一个物理量，是一个统称，表示方法可以是“杨氏模量”、“剪切模量”、“体积模量”等。

⑧ 弹性模量及泊松比的实验产生误差的主要因素是什么

弹性模量的实验产生误差的主要因素是：①测量仪本身有一定的机械效率,这对测量会引起误差. ②电动压力机的工作状态不是十分稳定,各种仪表精度上的误差以及读数时的人为误差.

泊松比的实验产生误差的主要因素是：

1:绕线时的误差
2:计时误差
3:仪器本身存在的系统误差及读数时的人为误差.

⑨ 与一次加载测定弹性模量仪和身体相比,采用重量法测定弹性模量和泊松比有何优

1. 通过材料弹性模量和泊松比的测定实验，使学生掌握测定材料变形的基本方法，学会拟定实验加载方案，验证虎克定律。
2. 电测材料的弹性模量和泊松比，使学生学会用电阻应变计和电阻应变仪测量材料的变形。主要设备：材料试验机或多功能电测实验装置；主要耗材：低碳钢拉伸弹性模量试样，每次实验1根。