弹性模量和规定非比例延伸强度的测定_苏州天氏库力精密仪器有限公司

弹性模量和规定非比例延伸强度的测定

来源：天氏库力发布日期 2018-12-01 浏览：

试验采用“程控”控制方式，利用试验机的引申计系统，绘制力-变形弹性回归曲线，这个实验内容的技术含量是最高的，能充分发挥微机控制电子万能试验机的特点。

本次试验学生操作要点有两个：一是让学生动手进行变形测量系统标定（即引伸计标定），使学生明白标定是怎么一回事，标定是本次试验最重要的环节，标定的好坏直接影响试验精度；二是让学生自己动手在试样上装卡引伸计，在材料的弹性范围内用程控方式进行卸载和再加载，绘制力-变形弹性回归曲线，以证明胡克定律。这个实验过程看起来很简单，因为胡克定律是经典理论，不会有错，但在弹性范围内力-变形曲线的加载线，卸载线和再加载线能否重合，实际上是考核微机控制电子万能试验机的整体水平（包括测量控制系统和试验软件）及试验者的操作技能。下图为低碳钢试样验证胡克定律（加载-卸载-再加载）的力-变形弹性回归曲线。

本次实验需要准确绘制低碳钢和硬铝两种材料的力-变形曲线，根据实验曲线判读并计算弹性模量和规定非比例延伸强度，这样实验内容在高校材料力学实验中一般不做，因为需要学生使用引伸计系统，如果操作不当容易出事，损坏引伸计系统。当然试验结果的正确与否，也跟微机控制电子万能试验机的引伸计配置、试验软件有关。引伸计的正确配置应为50mm标距5mm量程，变形测量范围为0.2%-100%F.S。在材料力学性能实验中应该让学生动手使用引伸计系统，这样才能全面掌握微机控制电子万能试验机的使用，而且使用引伸计可以使学生更好理解“变形”和“位移”的不同含义，掌握测量试样变形的试验方法。

（1）对于低碳钢弹性模量测试，实验的主要目的是为了验证胡克定律和测定其拉伸弹性模量。

在编制“自动程控”程序时要求：一对试样所加载荷必须保证材料不进入屈服，这样试样可反复使用；二在弹性范围内能自动进行加载卸载再加载以验证胡克定律。在编制“低碳钢弹性模量测试”方案时，设置了返车参数，试验结束后试验机会以5mm/min速度自动返车，返回试验开始设置（即试验力卸到零），便于取下试样。本次试验最大变形量只有0.052mm左右，对学生的操作技能是个考验。

在试验中要求学生注意观察弹性直线段内的加载、卸载再重新加载过程，观察所绘制的直线是否重合，以验证胡克定律。试验结束后学生在软件的数据处理界面上自己进行数据处理，计算出弹性模量并按国家标准规定修约。

（2）对于铝合金拉伸试验，实验主要目的是为了验证胡克定律、测定弹性模量和规定非比例延伸强度、观察材料的滞后现象、验证“位移”与“变形”不是同一概念，掌握直线平移法判读规定非比例延伸强度的处理方法。

铝合金拉伸试验的“自动程控”程序有10步：第1步至第3步是为了证明胡克定律。第4步至第5步是为了验证卸载定律、观测冷作硬化和材料屈服后产生的滞后现象。第5步当变形至1.6mm时，根据试验方案的预先设置，程序会自动提示取下引伸计，从这时起位移代替试样的变形。第7步至第8步是为验证“位移”与“变形”不是同一概念编制的，说明力-位移曲线只能定性分析，不能定量计算E。第8步至第10步，改变试验速度（加快速度）直至试样拉断，试验机停机。

试验结束后，进入数据处理界面，用作图方法可直观判读R，其过程为：用鼠标在弹性直线内判读弹性段J点（一般取弹性直线段的10%）和弹性段K点（一般取弹性直线段的50%），通过所选的两点确定直线段的斜率，用直线平移法平移0.2%.Le与曲线相交的点即为R。

学生在数据处理界面上自己进行数据处理，计算出铝合金的弹性模量E、规定非比例延伸强度R、抗拉强度R，并按国标规定进行修约，最后打印试验报告。

本次试验要求学员应观察和掌握的重点：电测作图法原理和方法、在弹性直线段验证胡克定律的情况、材料屈服后的滞后现象、变形和位移的区别、硬铝冷作后的硬化现象、硬铝的破坏断口及原因、引伸计装卡技能、规定非比例延伸强度R判读和处理；弹性模量修约规则。