材料力學：切變模量

1、測材料切變模量姓名：唐智浩 學號：36050222一、實驗目的1、用扭角儀測定中碳鋼材料在比例極限內轉角與扭矩的關系；2、電測法測定中碳鋼材料在比例極限內扭轉切應力與切應變的關系3、測定中碳鋼材料的切變模量G；二、實驗原理與方法1、扭角儀測試原理bj 扭角儀是在小變形前提下，通過測量圓周上一點的切線位移來得到試件兩截面相對扭轉角的實驗裝置。 等截面圓軸在比例極限內扭轉時，若相距為L的兩橫截面之間扭矩為常值，則兩橫截面間的扭轉角為：增量法：每一級載荷增量下2、電測法測扭轉切應變 設所取正方形的邊長為a,則有： 微體變形圖gABCDHDt 圓軸表面的扭轉切應力的計算：等截面圓軸在比例極限內扭轉時，

2、微體的切應力與切應變的關系為：增量法：每一級載荷增量下三、實驗步驟1、擬定加載方案2、草擬實驗所需各類數(shù)據(jù)表格3、測量試件尺寸4、試驗機準備、試件安裝和儀器調整5、確定組橋方式、接線和設置應變儀參數(shù)6、檢查及試車+450-450P7、進行試驗8、整理各種儀器設備，結束試驗四、數(shù)據(jù)列表百分表試驗時間：2007-12-7 本組同學：唐智浩、陳世春試驗機號：8 實驗裝置圖計算機號：8應變儀號：8試件號：8壓力臂a=128mm 扭轉力臂b=64mm 軸直徑d=40mm 軸長度L=132mm側片溫補片R儀內電阻應變儀BACD1/4橋B電路圖如下：1/2橋上+45上-45儀內電阻R應變儀ADCPBBA全橋

3、1/2橋下+45下-45上+45上-45下-45下+45RR應變儀應變儀DDCCA數(shù)據(jù)記錄: 1/4橋:加載數(shù)（KN）通道1通道2通道3通道4百分表(mm)1000002-7151-76490.0513-140106-1411050.1024-208158-2181520.1585-274216-2862110.210 半橋:加載數(shù)（KN）通道1通道2百分表(mm)100021221240.05532462480.09843693730209 全橋：加載數(shù)（KN）通道1百分表（mm）10022470.04234930.09247400.14459870.198五、數(shù)據(jù)

4、處理1、扭轉角測切變模量：2、應變測切變模量：其中WP=d3/16 =1.2566*10-5m3 Ip=d4/32=2.5132*10-7m4 a=0.128m b=0.064m L=0.132m d=0.040m應變差值： 1/4橋：加載數(shù)（KN）T (N*m) 1234百分尺(mm)12128715176490.0513128695565560.0514128685263470.0565128665868590.052平均12868.5546857.250.0525得=60.8125*10-6, T=128N*m，=0.0525*10-3m，則由扭轉角測得 G=81.96GPa由應變儀測得

5、 G=83.75GPa 1/2橋：加載數(shù)（KN）T(N*m)2122百分表(mm)121281221240.05531281241240.04341281231250.05251281241250.059平均128123251245005225得=61.9375*10-6, T=128N*m，=0.05225*10-3m，則由扭轉角測得 G=82.35GPa由應變儀測得 G=82.23GPa 全橋：加載數(shù)（KN）T(N*m)4百分表(mm)121282470.04231282460.05041282470.05251282470.054平均1282467500495得=61.6875*10-6, T=128N*m，=0.0495*10-3m，則由扭轉角測得 G=86.92GPa由應變儀測得 G=82.56GPa六、實驗結果討論和改進意見實驗結果和事實比較符合。但是發(fā)現(xiàn)在1/4的測量中，應變片1、3的值偏大，2、4的值偏小，但是應變差平均值穩(wěn)定在60左右。這就證明應變片在貼邊的過程中，可能沒有嚴格按照45度進行，導致一個應變片偏大，另一個偏小。實驗裝置方面，也存在一定的問題。比如實驗機在調整到相應的載荷時，過一段時間載荷又不穩(wěn)定而發(fā)生變化。建議可以在測量方法上采取措施消除這種載荷不穩(wěn)定引起的誤差：在1-5K