低碳钢拉伸时弹性模量E的测定实验.doc

低碳钢拉伸时弹性模量E的测定实验
1 实验目的
1、在比例极限内验证虎克定律;
2、学****使用单向引伸计测定钢材的弹性模量;
3、再次熟悉电子万能试验机的使用;
4、学****拟定试验加载方案。
2 仪器和设备
50KN电子万能试验机、单向引伸计、游标卡尺。
3 实验原理
在比例极限内测定弹性常数,应力与应变服从虎克定律,其关系式为:
0
P0
P1
Pn
P
增量法示意图
上式中的比例系数称为材料的弹性模量。则:
为了验证虎克定律并消除测量中可能产生的误差,一般采用增量法。所谓增量法就是把欲加的最终载荷分成若干等份,逐级加载来测量试件的变形。设试件横截面面积为,引伸计的标距为,各级载荷增加量相同,并等于,各级伸长的增加量为,则式(2)可改写为:
式中下标为加载级数;为每级载荷的增加量。
由实验可以发现:在各级载荷增量相等时,相应地由引伸计测出的伸长增加量也基本相等,这不仅验证了虎克定律,而且,还有助于我们判断实验过程是否正常。若各次测出的相差很大,则说明实验过程存在问题,应及时进行检查。
4 实验操作步骤
1、用游标卡尺测量试样的直径和标距,并记录。
在试件的标距范围内测量试件三个横截面处的截面直径,在每个截面上分别取两个相互垂直的方向各测量一次直径。取六次测量的平均值做为原始直径
,并据此计算试件的横截面面积。测量标距时,要用游标卡尺测量三次,并取三次测量结果的平均值作为试件的原始长度。
2、做实验
⑴装夹拉伸试样。通过试验机的“上升”、“下降”按钮把横梁调整到方便装试件的位置,再把上钳口松开,夹紧试样的上端;
⑵使横梁下降,当试样能够夹在下钳口时,停止;
⑶在实验操作界面上把负荷、峰值、变形、位移、时间清零,夹紧下钳口;
⑷在“控制面板”上选择“位移控制”,,消除预紧力,使负荷变为零;
⑸装夹引伸计,并检查引伸计是否已正确连接到计算机主机的端口上;;
⑹单击“新建试样”按钮,输入试件的有关信息,包括直径(或长、宽)、标距,然后点击“新建试样”按钮,再点击“确认”。
⑺再次把负荷、峰值、变形、位移、时间等各项分别清零。
⑻单击“位移方式”,切换为“取引伸计”模式。在取引伸计模式下,点击“开始”按钮,开始实验。注意观察加载过程中的载荷与位移的关系曲线,是一条斜直线。表明试件处于弹性状态,应力与应变成线性关系。按加载方案在下表中记录各级载荷作用下的应变值。
当试件即将进入屈服阶段时,屏幕会弹出对话框提示取下引伸计,此时要迅速取下引伸计。因为此后试件将进入屈服阶段,在载荷—变形图上将看到一个很长的波泿形曲线(表明试件处于流塑阶段),应力变化不大,但应变大大增加。如果不取下引伸计,引伸计将被拉坏。接着材料进入强化阶段,可将加载速度调至5mm/min,继续实验直至试样拉断。
⑼试样拉断后,立即按“停止”按钮。然后点取“保存数据”按钮,保存试验数据。取下试样,先将两段试件沿断口整齐地对拢