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工程力学教学实验拉伸时低碳钢弹性模量E的测定

拉伸时低碳钢弹性模量E的测定

一﹑试验目的

1. 验证虎克定律，测定低碳钢的弹性模量E。

2. 学习引伸仪的构造原理和使用方法，以及加载方案的拟订原则。

二﹑实验设备和仪器

1.万能材料实验机或机械式拉力机

2.引伸仪、游标卡尺

三、实验原理

1.从拉伸实验表明：金属材料的拉伸图在弹性阶段是一条直线，它表明施加于试件上的力P与试件的变形⊿l成线性关系，即低碳钢服从虎克定律，其关系式⊿l= （3－1）

由此可得 E= （3－2）

只要通过实验得出力与变形之间或者应力、应变之间的线形关系，也就验证了虎克定律的正确性。

2.对原始横截面积为A0的低碳钢试件施加轴向力P，用引伸仪测出标距l0 范围内的伸长量⊿l ，即可由公式（3－2）计算出低碳钢的拉伸弹性模量E。为了提高测量精度，减小测量中可能出现的误差，实验一般采用逐级加载法（增量法）对试件施加载荷，亦及把出载荷P0到终载荷Pn的加载范围分成n个等级，每级为⊿P。在相等的⊿P作用下引伸仪测出的变形增量即为δ（⊿l），于是弹性模量E 就可由下式推算出来：

E= (3－3)

在实验过程中，由于施加载荷增量⊿P都相等，所以测出的标距内的各级伸长增量δ（⊿l）也相等，这就验证了虎克定律的正确性。

四、实验方法和步骤

1.试件准备

试件采用符合国家标准（GB228—89）的圆形截面试件。

在试件上标距范围内，测量上、中、下三处直径，取其平均值计算试件横截面面积A0。

2.实验机准备

首先拟订加载方案。

(1)确定最终载荷，选择合适的测力度盘。由于在弹性范围内进行实验，所以最终应力值不超出比例极限。对于低碳钢，一般取屈服极限的70﹪～80﹪为最终应力值，则最终载荷Pn=0.8 。

(2)选择初载荷。在测量时为减少误差，采用初载荷P0 。初加载荷P0按测量度盘的10﹪或稍大些选定。

(3)确定每级载荷增量⊿P、加载级数n 。加载级数至少分5级，并且要求每级加载引伸仪都应有较明显的变化，第一级载荷作为初载荷，每级载荷要取测力度盘读数的整数值。

根据最终载荷选择适当的度盘并挂上相应的摆锤。开动机器升起活动台，削去自重影响，

调整测力指针对准零点。

飓风数据3.试件安装

先将安装在实验机的上下夹头内，然后再将引伸仪妥善地安装在试件上，将引伸仪的顶尖螺丝加紧试件时松紧要适当。

4.检查及试机

试件及仪器安装好后经辅导教师检查后，开动实验机，进行预拉，载荷加至最终载荷Pn ，然后卸载至P0以下。检查实验机以及仪器是否正常，如正常，方可开机进行正式实验。

5.进行实验

加载至初载荷P0 ，记录下引伸仪的初读数（或者将引伸仪的指针调在零点）。然后缓慢地按增量⊿P逐级加载，即按P1=P0+⊿P，P2=P1+⊿P，……逐级加载。每增加一级载荷记录下相应的引伸仪读数，并随时读出前后两次读数差值。各次读数差值越接近，说明实验

越精确。如若某一次读数差与其它各次读数差相比较大或较小时，表明实验不正常。应检查原因后方可再继续加载至最终。

以上实验应重复三次，同学轮流进行操作。

6.结束实验引伸仪很小心地取下来以免损坏顶尖。

五、实验结果处理

将所测的数据经整理以表格或图示的方法表达出来并加以计算和文字的说明。写出实验报告。

六、实验中注意事项

1.认真阅读实验机的操作规则、引伸仪原理、使用方法以及应该注意的事项等内容。

2.在施加载荷时要特别注意控制不准超过最终载荷，以防试件的应力超过比例极限。

3.若实验需要重做时，可将载荷卸至P0以下然后按步骤进行。

4.在卸载时不能过快或过猛，以免造成仪器损坏。

低碳钢拉伸弹性模量E的测定实验报告

班级____________ 姓名________________ 学号______________

实验日期_______________ 成绩 _____________

一、实验目的

二、实验设备和仪器

采摘香蕉

名称	型号	量程	精度(或最小刻度)

三、实验数据记录和处理

1.试件原始尺寸

截面I			截面II			截面III			横截面面积平均值 A0 (mm2)
d01 （或a0）（mm）	d02 （或b0）（mm）	A01 (mm2)	d01 （或a0）（mm）	d02 （或b0）（mm）生活垃圾处理器	A02 (mm2)	d01 （或a0）（mm）	d02 （或b0）（mm）	A03 (mm2)	横截面面积平均值 A0 (mm2)

2.引伸仪标距，放大倍数记录

标距l0=________________㎜

放大倍数k=________________

3.载荷和引伸仪读数记录镗床夹具

载荷 P(N)	载荷增量 ΔP(N)	引伸仪
		读数A(格)	读数差 ΔA(格)	读数A(格)	读数差 ΔA(格)	读数A(格)	读数差 ΔA(格)



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