低碳钢材料精.ppt

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1、低碳钢材料第1页，本讲稿共23页一、实验目的一、实验目的1.1.测定低碳钢的弹性模量测定低碳钢的弹性模量2.2.测定低碳钢的泊松比测定低碳钢的泊松比3.3.验证虎克定律验证虎克定律第2页，本讲稿共23页一、实验设备和仪器一、实验设备和仪器1 1、WUT-2004WUT-2004型全数字式型全数字式 智能静态电阻应变仪智能静态电阻应变仪2 2、游标卡尺、游标卡尺3 3、弹性模量测试试样、弹性模量测试试样4 4、拉压力传感器、拉压力传感器第3页，本讲稿共23页一、实验原理一、实验原理1 1、拉伸弹性模量、拉伸弹性模量 测测定定金金属属材材料料的的弹弹性性模模量量一一般般采采用用拉拉伸伸实实验验，实

2、实验验试试样样的的尺尺寸寸规规格格参参照照GB/T GB/T 228-2002228-2002，本本实实验验采采用用的的试试样样为为矩矩形形试试样样，其其装置和试样尺寸见图装置和试样尺寸见图1 1和图和图2 2。第4页，本讲稿共23页图图图图1 1 1 1 拉伸弹性模量测试装置示意图拉伸弹性模量测试装置示意图拉伸弹性模量测试装置示意图拉伸弹性模量测试装置示意图第5页，本讲稿共23页第6页，本讲稿共23页试件尺寸：材料截面尺寸（mm）截面面积（mm2）备注宽度厚度Q235101.212 应变计规格:应变计类型电阻值（欧姆）灵敏系数规 格(mm)箔式1200.52.0821第7页，本讲稿共23页根

3、据虎克定律的关系式：推导出弹性模量计算公式：第8页，本讲稿共23页 为为了了验验证证材材料料在在比比例例极极限限内内受受力力与与变变形形的的线线形形关关系系，试试验验采采用用增增量量法法，每每增增加加一一个个等等荷荷载载P P，由由应应变变仪仪测测出出相相应应的的应应变变量量，如如果果每每次次的的应应变变量量相相同同，就就证证明明了了虎虎克克定定律律的的正正确确性性。设设试试样样的的截截面面面面积积为为A A，每每次次力力的的增增量量为为P P，用用全全桥桥测测量量方方法法进进行行测测量量，则则弹弹性性模模量量的的计算为：计算为：第9页，本讲稿共23页根据公式：l式中：1和3为工作片；2和4为

4、温度补偿片（不受力），因而得到：l从而：第10页，本讲稿共23页 2 2、泊松比、泊松比 当当拉拉杆杆内内的的应应力力不不超超过过材材料料的的比比例例极极限限时时，它它的的纵纵向向应应变变和和横横向向应应变变的的绝绝对对值值之之比比为为一一常常数数，此此比比值值称称为为横横向向变变形形系系数数或或泊松比，其关系式为：泊松比，其关系式为：式中：式中：为泊松比，为泊松比，为横向应变，为横向应变，为纵向应变。为纵向应变。第11页，本讲稿共23页弹性模量及泊松比系数的约值材料名称牌号E(105MPa)低碳钢Q2352.0-2.10.24-0.28中碳钢452.090 低合金钢16Mn2.000 0.2

5、5-0.3合金钢40CrNiMoA2.100 灰口铸铁0.6-1.650.23-0.27球墨铸铁1.5-1.8铝合金LY120.720 0.33硬质合金3.900 混凝土0.155-0.370.16-0.18木材0.09-0.12第12页，本讲稿共23页2 2 2 2、实验方法、实验方法、实验方法、实验方法1 1 1 1）确定加载的最大极限值，一般取：）确定加载的最大极限值，一般取：）确定加载的最大极限值，一般取：）确定加载的最大极限值，一般取：P P P PP P P P=0.7=0.7=0.7=0.7 0.8 P0.8 P0.8 P0.8 PS S S S 第13页，本讲稿共23页2 2）

6、确确定定初初始始加加载载值值P P0 0 和和增增量量荷荷载载P P，确确定定P P主主要要依依据据最最大大极极限限P PP P和和加加载载级级数数（一一般般分分为为 5 5级级），使使得得每每一一级级的的应变测量数有明显的区别。应变测量数有明显的区别。本次实验取本次实验取 P=20NP=20N第14页，本讲稿共23页 四、实验步骤四、实验步骤 1 1、用游标卡尺测量试样的宽度和厚度。、用游标卡尺测量试样的宽度和厚度。2 2、将试样安装在小型电测实验装置上。、将试样安装在小型电测实验装置上。3 3、将拉压力传感器上的测量线端子接到应、将拉压力传感器上的测量线端子接到应 变仪背面的第一组接线柱上

7、：变仪背面的第一组接线柱上：全桥接法全桥接法：将拉压力传感器上四根引线：将拉压力传感器上四根引线 分别接到应变仪背面的分别接到应变仪背面的A A、B B、C C、D D接线接线 柱上。柱上。4 4、将被测试样应变计上的引线接到应变仪、将被测试样应变计上的引线接到应变仪 背面的第二组接线柱上背面的第二组接线柱上,接法同上。接法同上。第15页，本讲稿共23页全桥电桥电路图第16页，本讲稿共23页5 5、根据、根据 “WUT-98WUT-98型智能全数字式静态应型智能全数字式静态应 变仪变仪”使用操作要求，调整好应变仪。使用操作要求，调整好应变仪。6 6、作好准备工作后，开始进行试验，分、作好准备工

8、作后，开始进行试验，分 别测试纵向和横向应变，将试验数据别测试纵向和横向应变，将试验数据 详细、准确地记录下来，一般试验要详细、准确地记录下来，一般试验要 重复进行重复进行2-32-3次。次。7 7、结束试验后，将试验数据交实验指导、结束试验后，将试验数据交实验指导 教师检查，合格后清理现场，经指导教师检查，合格后清理现场，经指导 教师同意后方可离开实验室。教师同意后方可离开实验室。第17页，本讲稿共23页全桥接线方式示意图全桥接线方式示意图第18页，本讲稿共23页全桥接线方式示意图全桥接线方式示意图第19页，本讲稿共23页五、实验报告要求五、实验报告要求1 1、根据实验报告上的要求具体填写、

9、根据实验报告上的要求具体填写 实验目的、实验设备及试验数据。实验目的、实验设备及试验数据。2 2、依据试验数据及实验计算公式计、依据试验数据及实验计算公式计 算低碳钢的弹性模量和泊松比。算低碳钢的弹性模量和泊松比。3 3、对实验计算结果与理论值进行比、对实验计算结果与理论值进行比 较，分析误差原因。较，分析误差原因。第20页，本讲稿共23页五、思考题五、思考题1 1、为什么要用增量法来进行试验？由、为什么要用增量法来进行试验？由 初级荷载一次性加到最终荷载能否初级荷载一次性加到最终荷载能否 测出弹性模量？测出弹性模量？2 2、初载荷的大小对弹性模量值的测定、初载荷的大小对弹性模量值的测定 有无影响？有无影响？3 3、试件的截面尺寸和形状对弹性模量、试件的截面尺寸和形状对弹性模量 的测定有无影响？的测定有无影响？4 4、虎克定律适应的范围如何？、虎克定律适应的范围如何？第21页，本讲稿共23页谢谢您参加 本次实验！第22页，本讲稿共23页第23页，本讲稿共23页