切变模量.docx
《切变模量.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《切变模量.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
切变模量
测材料切变模量
一、实验目的
1、用扭角仪测定中碳钢材料在比例极限内转角与扭矩的关系；
2、电测法测定中碳钢材料在比例极限内扭转切应力与切应变的关系
3、测定中碳钢材料的切变模量G；
二、实验原理与方法
1、扭角仪测试原理
扭角仪是在小变形前提下，通过测量圆周上一点的切线位移来得到试件两截面相对扭转角的实验装置。
等截面圆轴在比例极限内扭转时，若相距为L的两横截面之间扭矩为常值，则两横截面间的扭转角为：
2、电测法测扭转切应变
三、实验步骤
1、拟定加载方案
2、草拟实验所需各类数据表格
3、测量试件尺寸
4、试验机准备、试件安装和仪器调整
5、确定组桥方式、接线和设置应变仪参数
6、检查及试车
7、进行试验
8、整理各种仪器设备，结束试验
四、数据列表
百分表\
试验时间：
2007-12-7
本组同学：
唐智浩、陈世春
试验机号：
8
实验装置图
计算机号：
8
应变仪号：
8
试件号：
8
压力臂a=128mm扭转力臂b=64mm轴直径d=40mm轴长度L=132mm
B
电路图如下：
1/2桥
上+45
上-45
仪内电阻
R
应变仪
A
D
C
P
B
B
A
全桥
1/2桥
下+45
下-45
上+45
上-45
下-45
下+45
R
R
应变仪
应变仪
D
D
C
C
A
数据记录:
①1/4桥:
加载数（KN）
通道1
通道2
通道3
通道4
百分表（mm）
1
0
0
0
0
0
2
-71
51
-76
49
0.051
3
-140
106
-141
105
0.102
4
-208
158
-218
152
0.158
5
-274
216
-286
211
0.210
②半桥:
加载数（KN）
通道1
通道2
百分表（mm）
1
0
0
0
2
122
124
0.055
3
246
248
0.098
4
369
373
0.150
5
493
498
0.209
③全桥：
加载数（KN）
通道1
百分表（mm）
1
0
0
2
247
0.042
3
493
0.092
4
740
0.144
5
987
0.198
五、数据处理
1、扭转角测切变模量：
2、应变测切变模量：
其中WP=πd3/16=1.2566*10-5m3Ip=πd4/32=2.5132*10-7m4
a=0.128mb=0.064mL=0.132md=0.040m
应变差值：
①1/4桥：
加载数（KN）
△T（N*m）
△ε1
△ε2
△ε3
△ε4
百分尺（mm）
1
2
128
71
51
76
49
0.051
3
128
69
55
65
56
0.051
4
128
68
52
63
47
0.056
5
128
66
58
68
59
0.052
平均
128
68.5
54
68
57.25
0.0525
得△ε=60.8125*10-6,△T=128N*m，△δ=0.0525*10-3m，
则由扭转角测得G=81.96GPa
由应变仪测得G=83.75GPa
②1/2桥：
加载数（KN）
△T（N*m）
2△ε1
2△ε2
百分表（mm）
1
2
128
122
124
0.055
3
128
124
124
0.043
4
128
123
125
0.052
5
128
124
125
0.059
平均
128
123．25
124．5
0．05225
得△ε=61.9375*10-6,△T=128N*m，△δ=0.05225*10-3m，
则由扭转角测得G=82.35GPa
由应变仪测得G=82.23GPa
③全桥：
加载数（KN）
△T（N*m）
4△ε
百分表（mm）
1
2
128
247
0.042
3
128
246
0.050
4
128
247
0.052
5
128
247
0.054
平均
128
246．75
0．0495
得△ε=61.6875*10-6,△T=128N*m，△δ=0.0495*10-3m，
则由扭转角测得G=86.92GPa
由应变仪测得G=82.56GPa
六、实验结果讨论和改进意见
实验结果和事实比较符合。
但是发现在1/4的测量中，应变片1、3的值偏大，2、4的值偏小，但是应变差平均值稳定在60左右。
这就证明应变片在贴边的过程中，可能没有严格按照45度进行，导致一个应变片偏大，另一个偏小。
实验装置方面，也存在一定的问题。
比如实验机在调整到相应的载荷时，过一段时间载荷又不稳定而发生变化。
建议可以在测量方法上采取措施消除这种载荷不稳定引起的误差：
在1-5KN加载的时候记录应变仪的读书，再在5-1KN卸载的时候再读一次应变仪的读数，两次取平均值，应该可以减小此类误差。
另外，百分表容易松动或者倾斜，在实验之前，应检查百分表的安装是否正确。
升级会员 