拉伸弹性摸量E的测定
1．在比例极限内，验证虎克定律，并测定钢材的弹性模量E 。
（二）实验设备
1．WDW3300微机控制电子万能试验机。
2．YYU-5/50电子引伸仪。
3．KL-150游标卡尺。
（三）实验原理及装置
图3-3.1 图3-3.2
在电子万能试验机上测定钢材的弹性模量时，应采用拉伸实验。钢材在比例极限范围内服从虎克定律，关系式为
由此可得 （1）
在试件上安装测量轴向伸长的电子引伸仪（图3-3.1），载荷P和试件的轴向伸长量△l，从仪器中的载荷P和轴向伸长量△l曲线中，出不同载荷P对应的轴向伸长量△l，通过公式即可计算出弹性模量E。 为了验证虎克定律和消除测量中可能产生的误差，一般采取增量法加载。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A0，引伸仪标距为l0，各级载荷增加量相同并等于△P，各级伸长增加量为δ(△l)i（图3-3.2），则式（1）可改写为
（2）
式中下标i为加载级数（I=1,2,…,n）
把每一个载荷增量P对应的变形增量都算出来，并取其平均值上式又可以改写为
（3）
这就是用增量法测弹性模量E的计算公式
由实验可以发现：在各级载荷增量△P相等时，相应地测出的伸长增加量δ(△l)也基本相等，这就验证了虎克定律的正确性。
由于实验开始时引伸仪其刀刃往往在试件表面上有微小的滑动，从而影响实验的准确性；同时为了使试件和引伸仪刀口消除微小的滑动，用实验曲线取值时，取比例极限的30%左右。 在实验前要拟订加载方案，拟订加载方案时根据上述要求，一般考虑以下几点：
（1）由于在比例极限内进行实验，故最大应力值不能超过比例极限，碳钢一般取屈服极限σs的70~80%。
（2）至少应取4~5级载荷，每级载荷应有明显的变形量。
以上介绍的是用电子引伸仪，在电子万能试验机上测定E值的方法。用一般万能试验机加上必要的电测仪器，如电阻应变仪，函数记录仪，载荷传感器和变形传感器等仪器，同样可以精确地绘制出材料的σ-ε曲线。对于碳钢等有明显弹性直线段的σ-ε曲线，取其弹性直线好的直线段，测出材料的弹性模量E。
（四）实验步骤
1．试件准备
在试件的试验段范围内，测量试件三个横截面处的截面尺寸，取三处横截面面积的平均值作为试件的横截面面积A0。
2．拟订加载方案
按上述方法拟订加载方案。载荷定为
P0=4KN P1=5KN
P2=6KN P3=7KN
P4=8KN P5=9KN
3．试验机准备及实验
（1）按住单片机上的F1的同时钥匙开机，待密码出现后松开F1键—返回
（2）操纵遥控盒，使下夹头于合适的位置，把试件上头夹上，但不要夹得太紧。
（3）操纵遥控盒，使下夹头打开并于合适的位置，安装上电子引伸仪，引伸仪的两刀刃应位于试件的对称平面内。
（4）打开电脑软件—确定—联机—试验力清零。
（5）试样录入—保存—关闭—出编号。
（6）参数设置—下一步—下一步（注意前面的选中项）—下一步——下一步—关闭—脱机—联机—清零（试验力、轴向变形）—夹紧上下头—试验开始。
（7）出试验力轴向变形曲线—待返回后不同载荷对应的变形值。
（8）重复以上试验，重复次数以三次以上为宜，学员轮换操作。
（9）请教师检查实验记录，实验数据一律用表格形式记录。
（五）实验数据及处理
1．实验数据及计算结果
Р(KN) | 试件伸长量 | | |
伸长（mm） | 伸长增量 |
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取实验数据最好的一组按下式，计算出一千牛载荷增量对应的伸长增量的平均值，和计算出弹性模量。
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式中：n为加载级数。
2．作图
以载荷P为纵坐标，伸长△l为横坐标，作P-△l图。观察各点是否近似在一条直线上，以验证虎克定律。作图时，应使用坐标纸，并选择合适的比例尺。
（六）注意事项
1．未经指导教师同意不得开动机器。
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3．要慢速均匀加载，使测力指针匀速缓慢转动。卸载时也要用慢速。
4．试件安装必须正确、防止偏斜和夹入部分过短的现象。
5．实验时听见异声或发生任何故障，应立即停车。
（七）思考题
1．为什么要用等量增载法进行试验？用等量增载法求出的弹性模量与一次加载到最终值所求出的弹性模量是否相同？
2．试件的尺寸和形状对测定弹性模量有无影响？
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