材料弹性模量E测定实验说明

材料弹性模量E测定实验说明（精选3篇）

材料弹性模量E测定实验说明 第1篇

实验二 材料弹性模量E和泊松比μ测定

弹性模量E和泊松比是材料的两个重要力学性能参数，在解决工程构件的强度、刚度和稳定性问题时，会经常用到。本实验以拉伸和压缩试件为例，用实验一的数据测定试件材料的弹性模量E和泊松比。

一、试验目的1．测定材料的弹性模量E和泊松比。

2．验证胡克定律。

二、仪器、设备

1.力学试验台。

2.辅助工具和量具。

三、试样

利用实验一的数据进行计算。

四、试验原理和方法

杆件承受轴向载荷时，在比例极限内，应力与应变遵循胡克定律：

E

式中，ε为沿拉力方向的线应变（或称纵向线应变），E为材料的弹性模量。

同时试件的横向线应变与纵向线应变之间存在着以下关系：







式中，称为横向变形系数或泊松比。

按平均值法或最小二乘法计算E和。

1.平均值法

因各级载荷增量相同并等于F，由下式计算弹性模量E和泊松比：EiF

bt

1j

EEi

n(3.1)(3.1a)

i

2i2i

(3.2)1i1i



2.最小二乘法

i

n

(3.2a)

Fi

2E

bti1i

（3.3）（3.4）



式中，b、t为试样的宽度和厚度。

五、试验结果处理

i2i

i1i

表1 材料弹性常数E、测定数据处理列表(最小二乘法)

将数据按表3.1作初步处理，然后按公式（3.1）、（3.1a），（3.2）、（3.2a）计算E和。如用最小二乘法按公式（3.3）和（3.4）计算E、，计算步骤参考表3.2列表示出。

六、预习要求

1.参考实验一。

2.参考数据处理列表，按实验要求，自已设计并绘制好本实验记录表格。

七、实验报告要求

1.实验报告应包括实验目的，仪器、设备名称和型号，测试原理与方法，实验数据与处理。

2.在坐标纸上作图，验证其符合胡克定律的程度。

八、思考题

1． 试件尺寸、形状对测定弹性模量E和泊松比有无影响？为什么？

材料弹性模量E测定实验说明 第2篇

一、实验目的要求

在比例极限内验证扭转虎克定律,测定切变模量G

二、实验设备和仪器

扭转试验机、游标卡尺、扭角仪等

三、实验原理

在低碳钢试件上安装扭角仪（图7-1）以测量扭转角，按选的标距L0，将扭角仪的A、B两个环分别固定在标距的两端截面上，若这两截在发生相对转动，千分表就表示出标距，试件中心轴线为b分别在A（或B）截面上点的相位移故A、B横截面的相对扭转角为：

bdL图7-1 在材料的剪切比例极限内，扭转角公式为： M0L0GJp

式中M0为扭矩，Jp为圆截面的极惯性矩。同样采取增量法，逐级加载，如每增同样大小的扭矩M0，扭转角的增量基本相等，这就验证了虎克定律，根据测得的各级扭转角增量，可用下式算出相应的切变模量：GMnL0iIp 式中下标i为加载级数（i=1,2n）。

四、实验步骤

1)用划线机在试件两端划标距为L0的圆周线，用游标卡尺在标距两端及中间三处互垂方向各测量试件直径，并记在试件尺寸表中。

2)根据材料的剪切比例极限p和扭角仪量程拟定加载方案，确定最终扭矩值，加载次数和扭矩增量Mn。

3)根据拟定的加载方案，选择测扭矩度盘的量程。

4)安装试件和扭角仪将试件装入试验机夹头，然后把A、B环固定在标距两端的圆周线上，将千分表固定在A环上，最后用游标卡尺测量试件轴线到千分表顶杆的实际距离b。

材料弹性模量E测定实验说明 第3篇

1试件尺寸

普通混合料的回弹模量试验上下加载板直径为120mm。根据美国NCHRP和NCAT的研究成果, 试件的最小尺寸不得小于集料最大公称粒径4倍的要求 (NCHRP REPORT, 2000) 。参照《公路沥青路面设计规范》 (JTC D50-2006) 提出的:“公称最大粒径等于或大于26.5mm的大粒径沥青碎石混合料宜采用大型马歇尔试件进行试验, 其试件尺寸为152mm×95.3mm”, 因此, 本次研究决定采用152mm×95.3mm的大型马歇尔试件。如图1.1所示。

2试验准备

首先调整试验机台座的高度, 使加载顶板与压头中心轻轻接触。然后以2mm/min的速率加载至0.2P进行预压, 保持1min。观察两侧千分表增值是否接近, 若两个千分表读数反向或增值大于3倍, 则表明试件是偏心受压, 应敲动球座适当调整, 至读数大致接近, 然后卸载, 并重复预压一次。卸载至零后, 记录两个千分表的原始读数。

3加载试验

实验准备完后, 进行抗压回弹模量的测定。

首先需要进行抗压强度试验。在万能材料试验机上加载, 采用2mm/min的加载速率, 均匀加载直至试件破坏, 读取荷载峰值P。

由此, 将峰值荷载大致分为10 级, 分别取0.1P、0.2P, …, 0.7P七级作为试验荷载。绘制Pi—△i曲线, 修正原点, 取0.5P时的模量作为设计参数。加载方式如图3.1 所示。

4 试验结果计算

记录各级荷载大小与回弹变形△Li, 将Pi—△i绘制成一条平顺的连续曲线, 使之与坐标轴相交, 得出修正原点。根据此修正原点坐标轴从第5 级荷载 (0.5P) 读取压力及相应的△L5。沥青混合料试件的抗压回弹模量按照式4.1 计算:

式中:Pi——施加于试件的各级荷载值 (N) ;

E——抗压回弹模量 (MPa) ;

h——试件轴心高度;

ΔE5——相应于第5级荷载时经原点修正后的回弹模量。

计算不同温度 (0℃、10℃、15℃、20℃、30℃) 下得出的间接抗拉强度如图4.1所示。

具体数据如表4.1所示。

5试验总结

由以上计算可知, 在20℃试验温度下, LSM-30的抗压回弹模量为1890MPa, 对比水泥稳定碎石基层72h的抗压回弹模量为1656MPa。LSM-30的抗压回弹模量比半刚性基层材料大12.4%, 表明大粒径沥青混合料具有较好的抗压性能, 能够有效减少由于采用半刚性基层出现的抗拉强度不足问题, 从而能够在保证道路使用性能的前提下通车。

摘要：基于《公路沥青路面设计规范》 (JTC D50-2006) 要求, 采用大型马歇尔试件作为试验构件, 对大粒径沥青碎石材料在0℃、10℃、15℃、20℃、30℃5个温度下对其抗压回弹模量进行了试验, 试验表明大粒径沥青混合料具有较好的抗压性能。

关键词：大粒径沥青碎石材料,大型马歇尔试件,抗压回弹模量

参考文献

[1]公路沥青路面设计规范 (JTG D50-2006) , 中华人民共和国行业标准, 人民交通出版社, 2006, 北京.

[2]《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》 (JTG E20-2011) , 中华人民共和国行业标准, 人民交通出版社, 2011, 北京.