范文一:剪切弹性模量G测定☆
http://www.yixuew.cn/ 实验九 剪切弹性模量G测定
一、实验目的
1(测定低碳钢材料的剪切弹性模量G,并验证虎克定律。
2(学习扭角仪的原理及使用方法
二、实验原理
圆轴扭转时,若最大剪应力不超过材料的比例极限时,则扭矩M与扭转角ф存在线性关系:n
MLn0 (9-1),,GIp
,4式中,Id为圆截面的极惯矩,d为试件直径。 ,p32
φ——距离为L的两截面之间的相对扭转角 0
M——扭矩 n
G——低碳钢剪切弹性模量。
由上式可知,若材料符合虎克定律M-φ图上,在比例极限以下成线性关系。当试件受到一定的扭矩增n
量?M后,在标距L内可量得相应的扭转角增量于是由上式可求得: n0
,MLn0 (9-2) G,,,Ip
试验按照等间隔分级加扭矩?M的方法进行,由扭角仪测得相应的扭转角增量?ф,即可求得G。n
图9-1为JY-2型扭角仪,试件1装在支架6的AB间,其标距为L,直径d=10mm,在B端支架外侧装0有加荷臂2,其长度为L,内侧装有测量臂3,其长度为R,在R端支架上装有百分表架及百分表5。
33
,,,M,,P,L每次加载时由百分表读出的是?δ而 (9-3) ,,,nR
,32LLRP0将(2-7)代入(2-6)得: (9-4),G4,,,d
图9-1 扭角仪装置图 三、实验设备
扭角仪;百分表;游标卡尺
四、实验数据整理
1(确定力臂长度L、测臂长度R
2(每加一级载荷读出百分表下降位移?δ共加4,5级。卸载后再重复前面操作,共做3次按下式算
,,,出平均值 ,,,平n
,,平 ,,,R
,,ML32LLRPn00 ,, G4,,,,,Idp平
3(列出读数记录表格
材料 直径d 标距长度L力臂长度L 测臂长度R 0
碳钢 10mm
位移δ 仪 表 读 数 (0.01mm)
1 2 3 平均值 平均值之差? 载荷N
34
范文二:剪切弹性模量G测定
实验九 剪切弹性模量G测定
一、实验目的
1(测定低碳钢材料的剪切弹性模量G,并验证虎克定律。 2(学习扭角仪的原理及使用方法 实验原理 二、
圆轴扭转时,若最大剪应力不超过材料的比例极限时,则扭矩M与扭转角ф存在线性关系:n
MLn0 (9-1),,GIp
,4式中,为圆截面的极惯矩,d为试件直径。 Id,p32
φ——距离为L的两截面之间的相对扭转角 0
M——扭矩 n
G——低碳钢剪切弹性模量。
由上式可知,若材料符合虎克定律M-φ图上,在比例极限以下成线性关系。当试件受到一定的扭矩增n
量?M后,在标距L内可量得相应的扭转角增量于是由上式可求得: n0
,MLn0 (9-2) G,,,Ip
试验按照等间隔分级加扭矩?M的方法进行,由扭角仪测得相应的扭转角增量?ф,即可求得G。n
图9-1为JY-2型扭角仪,试件1装在支架6的AB间,其标距为L,直径d=10mm,在B端支架外侧装0
有加荷臂2,其长度为L,内侧装有测量臂3,其长度为R,在R端支架上装有百分表架及百分表5。
,,,M,,P,L每次加载时由百分表读出的是?δ而 (9-3) ,,,nR
,32LLRP0,将(2-7)代入(2-6)得: (9-4)G4,,,d
33
图9-1 扭角仪装置图 三、实验设备
扭角仪;百分表;游标卡尺
四、实验数据整理
1(确定力臂长度L、测臂长度R
2(每加一级载荷读出百分表下降位移?δ共加4,5级。卸载后再重复前面操作,共做3次按下式算
,,,出平均值 ,,,平n
,,平 ,,,R
,,ML32LLRPn00,, G4,,,,,Idp平
3(列出读数记录表格
材料 直径d 标距长度L力臂长度L 测臂长度R 0
碳钢 10mm
位移δ 仪 表 读 数 (0.01mm) 1 2 3 平均值 平均值之差? 载荷N
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范文三:扭转时金属材料剪切弹性模量g的测定试验目的验证剪
第六节 扭转时金属材料剪切弹性模量G的测定
一、试验目的
1(验证剪切虎克定律。
2(测定低碳钢的剪切弹性模量G。
二、试验设备和仪器
1(扭转试验机、扭角仪。
2(游标卡尺、直尺
三、试验原理
,在剪切比例极限内,圆轴扭转所受的扭矩T与相对扭转角成正比,其关系式为
T,l0,,G,IP
T,l0G,,,IP由此可得
,为了测定角,可先在低碳钢试件上安装扭角仪。图3—14,图3—15(a)为两种常
用的扭角仪,然后在试件两端施加外力偶矩m,则扭矩为T=m,从而可由扭角仪测得其标距
,l内的相对扭转角,通过上式便可计算出相应的剪切弹性模量G。 0
图3—14 扭角仪及安装图
下面以图3—15所示JY—2型扭角仪为例介绍试验原理,其工作原理示意图如图3—15
(b)。
为了验证剪切虎克定律,减少测量中的误差,与测定拉伸弹性模量E类似采用增量法
逐级加载。标距为l的试件,受到砝码增量引起的扭矩作用,?T=?P?L,标距两端截面0
,,的相对扭转角增量很小,可以由千分表量得的铅垂位移增量?除以测量臂长度来表示。
,,,,,,,。若每增加相同的扭矩增量?T,对应的相对扭转角增量?也基本相等,则证
明剪切虎克定律是正确的。而各级剪切弹性模量G可表示为 i
,P,l0G,i,,,IiP(i= 1, …, n)
实验剪切弹性模量G取各级弹性模量的算术平均值,即 实
n
G,ii,1,G实n
(a)
(b) 图3—15 JY—2杠杆式扭转角
四、试验方法和步骤
1(试件准备
用游标卡尺量取试件标距l内的直径d。 00
2(扭角仪准备
装好千分表,记录初读数(或调节表盘使指针对零)。用直尺量取试件轴线与千分表触
,头之间的距离(测臂长),并测量力臂L。
3(进行试验
逐次加砝码,依次记录砝码重量P及相应的千分表读数。随时算出先后两次读数的差i
值,以检查试验是否正常,读数是否正确。
4(结束试验
卸载。仪器复原并清理试验现场。
五、试验结果处理
绘制试验曲线,计算剪切弹性模量,填写试验报告。
剪切弹性模量G测定报告
班级-------- 姓名--------- 学号-------- 试验日期------------ 成绩--------- 一( 、试验目的
二、试验设备和仪器二(
三( 实验数据记录及处理
1(试件尺寸及有关数据
试件标距试件直径极惯性矩 千分表放大力臂长度测量臂长度
4l(mm) d(mm) (mm) 倍数k L(mm) ρ(mm) 00
2(试验数据
千分表读数(格)
.m)(kgf扭矩Ti
iAiAT1
T2
T3
T4
T5
T6
T7
Ai平均
(数据处理 3
kgf,m,,T,扭矩增量
,Ai平均,,,,k测点垂直位移
在 作用下的扭转角增量
,,,,,,p
Tl,,0G,,,I,,p剪切弹性模量
(根据试验数据(),绘制试验曲线,以验证相对扭转角计算公式 4
Ti
A
四( 思考题
1(拉伸弹性模量E与弹性模量G,各反映材料的什么力学性质, 2(拉伸弹性模量与弹性模量,有什么共同点和不同点,
,T,l0G,,,,Ip3(G的计算公式 的各项各代表什么意义,
范文四:剪切弹性模量G的测定
实验六 剪切弹性模量G的测定
一、实验目的
1(测定低碳钢材料的剪切弹性模量。 G
2(验证材料受扭时在比例极限内的剪切胡克定律。
二、实验原理
圆轴受扭时,材料处于纯剪切应力状态。在比例极限范围内,材料的剪应
力与剪应变成正比,即满足剪切胡克定律: ,,
,,G,
由此可得出圆轴受扭时的胡克定律表达式:
TL0 ,,GIP
式中,T为扭矩,是试件的标距长度,为圆截面的极惯性矩。通过扭LI0P转试验机,对试件采用“增量法”逐级增加同样大小的扭矩,T,相应地由扭
角仪测出相距为的两个截面之间的相对扭转角增量。如果每一级扭矩增L,,0i量所引起的扭转角增量基本相等,这就验证了剪切胡克定律。根据测得的,,i
各级扭转角增量的平均值,可用下式算出剪切弹性模量 ,,
,T,L0 G,
,,,IP
三、实验设备和量具
1(扭转试验机。
2(游标卡尺。
3(扭角仪和千分表。
低碳钢在弹性范围内,两截面间的相对扭转角是非常微小的,用扭转试验机上的测角装置是难以精确测读的。需要具有放大倍数大、精度高的专门仪器,这种仪器一般称为扭角仪。
扭角仪的种类很多,按其结构来分,有机械式、光学式和电子式等。但它们的基本原理是相同的, 都是将试件某截面圆周绕其形心旋转的弧长与其另一截面圆周绕其形心旋转的弧长之差进行放大后再测读。
图6,1 扭角仪的安装
图6—1所示的是一种机械式扭角仪。在试件的A、B两截面处(A、B两截面的间距等于测量标距),分别装上了扭角仪的两根臂杆AC和BDE,以放L0
大A、B两截面圆周绕其形心旋转的弧长。
当试件受扭时,固夹在试件上的AC,BDE杆就会绕试件轴转动,曲杆BDE就会使安装在AC杆上的千分表指针走动。设指针走动的位移为,千分表推杆顶,
针处E到试样的轴线的距离为b,则A、B截面的相对扭转角为
, ,,b
(注意:这样计算出来的的单位为弧长) ,
四、实验步骤
1(测量试件直径。在试件的标距内,用游标卡尺测量中间和两端等三d
处直径,每处测一对正交方向,取平均值作该处直径,然后取三处直径最小者,作为试件直径d,并据此计算I。 P
2(拟定加载方案。在4,20的范围内分4级进行加载,每级N,mN,m
的扭矩增量。 ,T,4N,m
3(安装扭角仪和试件。在试件的标距两端,装上扭角仪。先将试件的一端装入扭转试验机的固定夹头,然后,将另一端装入主动夹头,用扳手拧紧夹紧螺栓,防止试验时打滑。
4(用扭转试验机慢速施加扭矩到20,与此同时,检查扭转试验机N,m
和扭角仪的运行是否正常,然后卸载到4以下少许,处于待令工作状态。 N,m
5(测读数据。加载到4,读取扭角仪上千分表的相应初读数。此后,N,m
每加载一级扭矩增量,读取相应的千分表读数,直到扭矩加到20为,TN,m止。
6(结束工作。测读完毕,首先取下试件,然后卸下扭角仪。
范文五:剪切弹性模量G的测定
剪切弹性模量G的测定
一、实验目的
1. 在比例极限内验证扭转角公式。
2. 用测G仪测定低碳钢的剪切弹性模量。
二、实验设备
1 . NY-4扭转测G仪。
2 . 二十分格游标卡尺、直尺。
三、实验原理
本次试验我们使用NY-4测G仪测量剪切弹性模量,如图2-11所示。
图2-11
圆轴承受扭矩时,在比例极限内,材料处于线弹性范围内,扭矩T和扭转角?之间的关系服从剪切虎克定律,即
??TL0 GIP
其中,T为扭矩,L0是试件的标距长度,IP为圆轴截面的极惯性矩。
本实验我们采用“增量法”测量剪切弹性模量G,对试件逐级增加同样大小的扭矩?T,相应地由测G仪测出相距为L0的两个截面之间的相对扭转角增量
如果每一级扭矩增量所引起的扭转角增量??i基本相等,则说明?T和??i成??i。
线性关系,这就验证了剪切胡克定律。根据测得的各级扭转角增量的平均值??,可用下式算出剪切弹性模量
G??T?L0
???IP
四、实验步骤
1. 按图2-11布置好测量装置。安装百分表时让百分表有一个初始读数,约为满量程的5%,并记录。
2. 测量试件的直径d、试件标距L0、引出半径b、加载臂长a。
3. 进行加载。每级载荷为?P=5N,分四级加载至20N为止,同时记录每次加载后百分表读数Ai。
五、数据记录及处理
1. 根据记录的各级百分表读数求出相应的读数差?Ai,并求出其算术平均值?A。
2.计算: 试件的极惯性矩 IP?1?d4 32
扭矩增量 ?T??Pa
扭转角增量 ???
剪切弹性模量 G??Ab ?T?L0 ???IP
3. 测量结果??取4为有效数字,G取3位有效数字。
4. 把实验值和理论值加以比较。
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