电阻应变仪。

4、准备好后，经检查无误，开始试验。先记录下应变仪的初始值，然后加载，每加一次砝码，记录一次读数…直到实验完毕。

5、卸下砝码，整理好仪器、工具。 二、 实验结果处理 1、实验值计算

按测量的各点应变算出应变增量，并求出各点的应变增量的平均值，应用虎克定律，可求出各点的实验应力值。

?i实?E???i

上式中:E=200GPa

2、 理论值计算

根据弯曲正应力公式可得：

?i理??F?M?a ?Zi 式中?M?2IY3、 选用适当比例绘图

选用适当比例分别绘出各点的实验值和理论值沿截面高度的分布曲线，将两者进行比较，如果两者接近，说明实验是成功的。

三、 实验报告 实验名称： 实验目的： 实验设备、仪器： 实验步骤： 实验数据处理

1、 梁的有关尺寸及其他数据 应变片至中性层的距离（mm） Z1 Z2 Z3 Z4 Z5

2、 实验数据 3、 实验结果 ⑴实验值计算

20 10 0 －10 －20 梁的尺寸和相关参数 宽度b＝ 高度h＝ 跨度L＝ 载荷距离a＝ 弹性模量E＝ 泊松比μ＝ 惯性矩IZ＝ ⑵理论值计算

⑶绘出截面的应力曲线(理论曲线与实验曲线) ⑷实验值与理论值比较

四、 分析与思考题

⑴影响实验结果准确性的主要因素是什么？

⑵弯曲正应力的大小是否受弹性模量E的影响？ ⑶实验时没有考虑梁的自重，会引起误差吗？为什么？

3.7 低碳钢弹性模量E和泊松比μ的测定实验

弹性模量E和泊松比μ是反映材料在拉伸时，抵抗弹性变形的特征值，在工程上应用极广，测定E和μ的方法较多，本节仅介绍电测法。

一、实验目的：

⑴拉伸时在比例极限内，验证胡克定律:

?L?F?L或??E?? E?A⑵测定低碳钢的弹性模量E、泊松比μ。

?F?L???‘??’E??，?????

?（?L）?A????? ⑶熟悉电阻应变仪的正确使用方法。

二、实验设备

(1)材料力学综合实验台。 (2)力$应变参数性能测试仪。 (3)游标卡尺。

(4)低碳钢标准试件。 三、实验原理

图3-13 低碳钢拉伸变形原理及曲线图

测定材料的弹性模量通常采用拉伸试验。从低碳钢拉伸图F-ΔL曲线中可以看到，在比例极限内，其变形与载荷呈线性关系，即符合胡克定律，其关系式为：

?L?由此可得：

E?FL EAFL??或E?

?L?A??式中 L0—为试件的计算长度(或为引伸仪的标距)；

A0—为试件的横截面面积；

ΔL—为已知载荷F时，L0长度内的绝对伸长；

Δσ—为实验应力的增量； Δε’—为横向应变量的增量； Δε—为纵向应变量的增量。

E—低碳钢的弹性模量，本实验中E=200Gpa。

当L0、A0均为已知数据，再用测得的ΔL，即可由(2-1)式计算出弹性模量E。

为了验证胡克定律，并保证试验精确性，一般采用增量法，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，即加一级载荷F，则从应变仪读出相应的应变量ε、ε’，再通过计算来求得应力σ及其增量Δσ，最后求得弹性摸量E和泊松比μ。

对试件逐级等量加载过程中，每级增加相等的载荷ΔF时，如果测出的拉伸变形伸长时也等δ(ΔL)，这就验证了材料在应力不超过比例极限时，服从胡克定律。

四、实验步骤

1、试件准备与尺寸测量

制备一矩形低碳钢试件一根。在计算长度范围内测量两端及中间等三处截面的互相垂直方向上的尺寸各一次；取其平均值作为该处有效尺寸，并计算出试件的横截面面积A0。

2、根据低碳钢的比例极限σP=1800Kg/cm2和横截面积A0,计算该试件能承受的最大载荷Fmax（Fmax=σP×A0）。

3、试验机准备、装夹试件。 4、安装应变仪，并接线。 5、施加初载荷

开动试验机缓慢加载，先给试件施加一定量的初载荷，调整应变仪读数到零，若不调零也可读出初读数，并记录该数。

6、进行实验

按拟定的加载方案加载，每增加一级载荷，记录一次应变仪读数，同时应计算出应变仪每一次后读数和前读数的差，即读数增量Δε、Δε’，借以判断试验是否正常。

7、实验结束

测试完成后，关闭试验机开关，将工作油缸里的油泄回油箱；将机器、仪器复原。 五、注意事项

(1)万能试验机操作和应变仪安装的注意事项参阅有关内容。

(2)测试时，操作要认真，分组成员要互相协调；测量读数要仔细认真，应做到前后呼应；记录要如实准确，才能达到预期的效果。如果有一方配合不当，将导致测试失败。 六、实验结果

因实验采用增量法，载荷每次增加ΔF，应力和应变量也就增加一个增量Δσ和Δε，根据测试结果计算弹性模量E和泊松比μ。

七、实验报告 ㈠实验名称： ㈡实验目的：

㈢实验设备： 1、试验机

名称及规格，测力度盘。

2、电阻应变仪、电阻预调平衡箱。 ㈣实验记录及计算结果：

1、试件尺寸：b=30mm，h=5mm， A= 150mm2。 2、试验数据记录计算结果

平均应力增量：Δσ= ΔF/A= （Mpa）

平均应变增量：Δε= ×10 ，Δε’= ×10 。 3、弹性模量和泊松比的计算。

?6?6?F?L????（?L）?A??

?‘??’????????E? ㈤、结论

试验日期，试验温度。

八、分析与思考题

(1)为什么试件要采用标准形式，若不这样对测定弹性模量E有无影响？ (2)测定弹性模量E时，最大载荷如何确定？为什么不能超过比例极限？

第四章 附 录

实验数据记录表(1)

实验名称：拉伸变形实验 实验班级： 实验时间： 实 验 者：

载荷 F(Kg) 0 200 400 600 800 平均 载荷增 应力 量 (MPa) ΔF 应力增量 Δσ 纵向应 变量 ε Δε Δε 横向应 变量 ε’ Δε’ Δε’ 实验应力 σ’ σ Δσ 不填 200 200 200 200 200 不填 不填 不填 应 力：??F(MPa) A应变增量：?????i?1??i??10?6 实验应力：?'?E???i??0?(MPa)

弹性模量：E????F?L(GPa) 或E??????L??A?'??'松 泊 比：???或???

???

说明：凡公式中带Δ的数据以平均值计算为准。