低碳钢拉伸时弹性模量E的测定实验.doc

P??? 0 P 0P 1P nP?增量法示意图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 E ; 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: ?? 1???????????E?上式中的比例系数 E 称为材料的弹性模量。则: ?? 2 0 00 0????????? LA PL L LA PE???????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 0A ,引伸计的标距为 0L ,各级载荷增加量相同, 并等于 P?, 各级伸长的增加量为 L?, 则式(2) 可改写为:???? 3 0 0????????? i iLA PL E???式中下标 i 为加载级数?? ni??,2,1?;N?为每级载荷的增加量。由实验可以发现: 在各级载荷增量 P?相等时, 相应地由引伸计测出的伸长增加量 L?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 L?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 0d , 并据此计算试件的横截面面积 0A 。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 0l 。 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”, 采用 的速度使横梁下降, 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;加载速度选 ; 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