泊松比

--.

弹性模量E和泊松比的测定

拉伸试验中得到的屈服极限

b

和强度极限

S

，反映了材料对力的作用的承受能力，而延伸

率或截面收缩率，反映了材料缩性变行的能力，为了表示材料在弹性范围内抵抗变行的

难易程度，西游记阅读心得 在实际工程结构中，材料弹性模量E的意义通常是以零件的刚度体现出来的，这

是因为一旦零件按应力设计定型，在弹性变形范围内的服役过程中，是以其所受负荷而产生

的变性量来判断其刚度的。一般按引起单为应变的负荷为该零件的刚度，例如，在拉压构件

中其刚度为：

P







A0

EA

0

式中A

0

为零件的横截面积。

由上式可见，要想提高零件的刚度EA

0

,亦即要减少零件的弹性变形，可选用高弹性模量的

材料和适当加大承载的横截面积，刚度的重要性在于它决定了零件服役时稳定性，对细长杆

件和薄壁构件尤为重要。因此，构件的理论分析和设计计算来说，弹性模量E是经常要用到

的一个重要力学性能指标。

在弹性范围内大多数材料服从虎克定律，即变形与受力成正比。纵向应力与纵向应变的比例

常数就是材料的弹性模量E，也叫杨氏模量。横向应变与纵向应变之比值称为泊松比，也

叫横向变性系数，它是反映材料横向变形的弹性常数。

因此金属才料拉伸时弹性模量E地测定是材料力学最主要最基本的一个实验，下面用电测法

测定低碳钢弹性模量E和泊松比。

(一）(一）

试验目的

1．1．用电测方法测定低碳钢的弹性模量E及泊松比；

2．2．验证虎克定律；

3．3．掌握电测方法的组桥原理与应用。

(二）(二）

试验原理

1．测定材料弹性模量E一般采用比例极限内的拉伸试验，西兰花怎么做好吃又有营养 材料在比例极限内服从虎克

定律，其荷载与变形关系为：

L

（1）

若已知载荷P及试件尺寸，只要测得试件伸长L即可得出弹性模量E。

PL

0

EA0

E

PL

0

(L)A0

（2）

由于本试验采用电测法测量，其头像高清男 反映变形测试的数据为应变增量，即





（3）

所以（2）成为:

(L)

L0

E

（4）

P1



A

0



--考试资料

--.

式中：P——载荷增量，kN；

A

0

-----试件的横截面面积，cm

为了验证力与变形的线性关心，采用增量法逐级加载，分别测量在相同载荷增量P作

用下试件所产生的应变增量。

增量法可以验证力与变形间的线性关系，若各级载荷量P相等，相应地由应变仪读出

的应变增量也大至相等，则线性关系成立，从而验证了虎克定律。

用增量法进行试验还可以判断出试验是否有错误，若各次测出的变形不按一定规律变化

就说明试验有错误，应进行检查。

加载方案应在测试前就拟定好。最大应力值要在材料的比例极限内进行测试，故最大的

应力值不能超过材料的比例极限，一般取屈服极限

s

70%~80%。一般可取试验荷载:

P

max

=0.8A

0

s

(5)

加载级数一般不少于5级。

2．材料在受拉伸或压缩时，不仅沿纵向发生纵向变形，在横向也会同时发生缩短或增大的皇姑屯

横向变形。由材料力学知,在弹性变形范围内，横向应变

y

和纵向应变

x

成正比关系,这一

比值称为材料的泊松比，一般以表示，即

y



x

（6）

试验时，如同时测出纵向应变和横向应变，则可由上式计算出泊松比

0

。

(三）(三）

试件

平板试件多用于电测法，试件形状尺寸及贴片方位如图1所示。为了保证拉伸时的

同心度，通常在试件两端开孔，以销钉与拉伸夹头连接，同时可在试件两面贴应变

片，以提高试验结果的准确性。

图1平板试件布片示意图

--考试资料

--.

(四）(四）

设备及仪器

1．1．电子拉力试验机或万能试验机。

2．2．静态电阻应变仪。

3．3．游标卡尺

(五）(五）

试验方法与步骤

1．1．用游标卡尺测量试件中间的截面积尺寸。

2．2．在试件中间截面沿纵向轴线及其垂直方向分别贴三个电阻应变片；在温度补偿

上贴一个电阻应变片。

3．3．选择电子拉力试验机或万能试验机测力限度，调准零位。

4．4．将试件夹于试验机的上夹头，用半桥接桥方法,把三个工作片及补偿片接至电阻

应变仪。图2应变片串联接桥图。

R2

工作

补偿

U

A

图2应变片串联接桥

5．5．使试件下夹头夹紧后，开始加载。每加一次载荷，读出并记下各测点的应变值。

6．6．将测试结果代入有关公式进行计算，求出E，。

(六）(六）

思考题

1．1．怎样验证虎克定律？

2．2．如何制定本试验的加载方案？如果本试验所用的低碳钢的屈服极限

s

为

190Mpa，计算最大的加量；如分为6级试计算出每级增量P。

3．3．为何沿试件纵向轴线方向两面贴两片电阻应变片？

（七）试验报告要求：

1．1．

试验名称：

2．2．

试验目的：

3．3．

试验记录及结果：

（1）（1）

机器、仪器名称、型号、量程。

（2）（2）

试件尺寸。

（3）（3）

试验数据记录、表格、图线及高中化学必修一 计算结果。

试验数据记录表头参考格式：

--考试资料

--.

载荷

（kN）

载荷增量

P(kN)

纵向变形（应变）读数

左A

1

A

1

右A

2

A

2

横向变形（应变）

读数

左右读

A

3

数差平诗歌英语

A

3

均值

4．4．

用坐标纸按比例绘制P-L或-。

5．5．

书面回答思考题中提出的问题，并写入试验报告中。

常用材料弹性模量及泊松比

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名称弹性模量E切变模量G泊松比GPaGPa

─────────────────────

镍铬钢20679.380.25-0.30

合金钢20679.380.25-体育教学目标 0.30

碳钢196-206790.24-0.28

铸钢172-2020.3

球墨铸铁140-15473-760.23-0.27

灰铸铁113-157440.23-0.27

白口铸铁113-157440.23-0.27

冷拔纯铜12748

轧制磷青铜113410.32-0.35

轧制纯铜108390.31-0.34

轧制锰青铜108390.35

铸铝青铜10341

冷拔黄铜89-9734-360.32-0.42

轧制锌82310.27

硬铝合金7026

轧制铝6825-260.32-0.36

铅1770.42

玻璃55220.25

混凝土14-234.9-15.70.1-0.18

纵纹木材9.8-120.5

横纹木材0.5-0.980.44-0.64

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考试资料

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橡胶0.007840.47

电木1.96-2.940.69-2.060.35-0.38

尼龙28.310.10.4

可锻铸铁152

拔制铝线69

大理石55

花岗石48

石灰石41

尼龙101010.7

夹布酚醛塑料4-8.8

石棉酚醛塑料1.3

高压聚乙烯0.15-0.25

低压聚乙烯0.49-0.78

聚丙烯1.32-1.42

--考试资料