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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划材料泊松比测量注意：表中数据填写自己实验时所记录的进行计算！有的图也可能每组不同，自己看了改改实验七金属材料泊松比测定一、实验目的及意义1测定低碳钢的泊松比。2.金属材料在工程上具有很高的应用价值。其具有较好的弹性、塑性和韧性。其不同的轧制或锻造工艺对其力学性能,物理性能都将会带来一定的影响。弹性模量、泊松比、切变模量是材料的三个重要的材料弹性常数。对于使用在各个领域里的材料,都要严格测定弹性模量、泊松比和切变模量,弹性模量和泊松比几乎贯穿于材料力学的全部计算之中。鉴于此,常需以应变
2、电测原理和技术测量金属材料的泊松比。二、实验仪器1万能材料试验机。2静态数字电阻应变仪。3游标卡尺、电阻应变片、胶水，砂纸。4贴轴向及横向应变片的拉伸试件和补偿块。三、实验原理及方法1.原理：在试样的中间部位纵向和横向划线，确定贴片的位置，以金相砂纸沿与试样轴线方向打磨贴片部位，使其平整。以酒精和丙酮将贴片部位清洗干净。再将应变片用502胶水准确贴在规定的位置。在某一给定载荷作用下，可同时测出纵向应变为，横向应变为1。在弹性范围内，两者之比为一常数。该常数称为横向变形系数或泊松比，用表示，?1即。?横向应变与纵向应变之比值称为泊松比，也叫横向变性系数，它是反映材料横向变形的弹性常数。2.方法：
3、采用应变电测方法进行测量横向和纵向应变。选用如下图所示1/4电桥。R1与R2分别连入两组1/4电桥中的AB间，其测量值分别代表纵向应变、横向应变1。补偿片贴在试件的一端面上或者相同环境不受力的同种材料上。四、实验步骤1测量试样。在试样工作段的上、中、下三个部位测量横截面面积，取它们的平均值作为试样初始横截面面积。2确定试样允许达到的最大应力值及所需的最大荷载值。3确定初荷载，根据初荷载和最大荷载以及其间至少应有8级加载的原则，确定每级荷载的大小。4准备工作。把试样安装在试验机的夹头上，调整试验机零点。按照半桥接线方法把应变片接到应变仪上。5正式实验。加载至初荷载，记下荷载值以及应变仪的读数、1
4、。以后每增加一级荷载，记录一次荷载值及相应的应变仪读数、1，直至最终荷载值。6取下试样。机器仪表复原。五、数据记录、处理所选试样材料为45钢s=360MPab=610MPa硬度：热轧241退火197根据试验机和材料性质取最大载荷为5KN。1=3=5=?1?7?1?9=2=?42?33?1?19?1?18=4=?67?66?1?18?1?18=6=?65?63去除大误差数据1=，求平均值得：=/5=附件三：青岛科技大学设计性实验项目认定审批表实验室名称：机械基础实验中心填表时间：XX年05月11日设计性实验教学大纲实验课程名称：机械基础实验三A、B、C、D、E实验项目名称：材料泊松比的测量实验类
5、型：设计性实验实验类别：基础专业基础专业实验学时：6学时一、实验目的1让学生进一步理解泊松比的定义和概念；2让学生初步了解自己设计实验的基本方法和要求；3由学生自行确定测量方法和设备，测量给定材料的泊松比。二、预习与参考1材料力学中的力学基本性能部分；2常用应变测量的方法；3常用微量位移的测量方法和常用传感器；4各种引伸仪的知识。三、设计指标1根据泊松比的定义，测量出材料Q235和HT200的泊松比，精度不低于95%；2最好能提出两种以上方法或测量仪器；四、设计要求1实验方案；2实验设备；3实验原理；4实验步骤；5数据处理。五、实验仪器设备和材料清单1234杠杆式引伸仪、球铰式引伸仪、蝶式引伸
6、仪共二十套；电子夹式引伸仪八套；螺旋测微仪十只；电阻应变片及引出线足量；5被测材料试样及加载装置足量。六、调试及结果测试由学生自己完成。七、实验报告要求实验报告应有如下内容：实验名称、实验目的；同组者姓名；实验日期时间；实验用仪器设备；指导教师姓名；实验方案；实验原始数据；数据处理的过程）；实验结论；对思考题的回答。八、思考题1试分析你测量结果中的误差来源；2实验中，你是如何解决出现的问题的？室温下泊松比的标准测量方法1概述本测试方法是在室温下，通过结构材料的张力测试测定泊松比。这种测试方法局限于矩形截面试件且材料应力的蠕动与载荷引起的应变相比是忽略不计的。标准数值的单位采用英尺-磅。这个标准
7、目的不是专注于安全事项，目的不是专注于安全事项，而是和它的用途有关。本标准的使用者在使用本标准时，应先制定适当的安全预防措施和健康保护措施，并判断调整具体的限制，这是使用者的责任。2.参考文献美国试验材料学会标准：E4载荷测量器械的方法措施。E6力学测试方法的相关术语。E8金属材料的张力测试的测量方法。E82伸长计分类的确认方法。E111杨氏模量，切线模量和弦线模量的测试方法。E1012张力载荷下，样品对齐的确定方法。3.术语定义：泊松比：在材料的比例极限内，由均匀分布的纵向应力所引起的横向应变与相应的纵向应变之比的绝对值。讨论在比例极限内，横向应变与相应的纵向应变之比决定于平均应力且测试的应
8、力范围内，不应该视为泊松比。如果这个比例已经有了，无论如何，这个泊松比数值已经超过了比例极限，应力范围应当给出。讨论如果材料不是各向同性，那么泊松比有好几个数值。如果泊松比由以下方法测出，当杨氏模量与剪切模量之比E/G，由下列等式代替时，会有很大的不同。由各向同性材料推导的泊松比应当怀疑其准确性。?=?E/G2?1其中E和G的测量精度要远远大于泊松比的期望精度。4.重要性及应用当单轴力作用于一个物体，它会在力的方向产生变形。但是侧向的扩张或收缩取决于张力还是压力。如果物体是均质且各向同性，在力的作用下，物体保持弹性。横向应变与轴向应变保持恒定的关系，这个恒定值叫做泊松比。它是材料的内在性质，就
9、像杨氏模量和剪切模量一样。泊松比用来结构设计，所有维向因为受力发生变化都要考虑在内。应用结构分析的通用理论。在本测试中，泊松比的数值来源于单轴应力引起的应变。5一般考虑泊松比精度的确定常常决定于横向应变测量的精度，因为，这些测量的错位百分比常常大于轴向应变测量，因为测量的是一个比例而不是绝对值，仅仅需要精确知道伸长计校准系数的相对值。而且，一般来说，施加力的数值不需要精确。经常很方便的同时地确定泊松比杨氏模量和比例极限。说明1：图中每个符号表示了在每个试件的两边，一对伸长计的位置图1伸长计的三种可能位置6仪器力力的施加通过重力或通过E4校准的测量机械。伸长计应当使用在文献E83中提到的B1级或
10、更好，除非在产品说明书中另有说明。说明1如果产品说明书中有例外，那么不要使用E83中提到的伸长计型号，使用另外的型号，也许有必要修正，例如，横向敏感度的修正。建议最好使用两对伸长计。一对测量轴向应变，一对测量横向应变。每对伸长计相互平行且位于试件的对边。其他的伸长计用来检查对齐，或在不可避免存在厚度变化的情况下，获得更好的平均应变值。试件上的伸长计的放置遵循下面原则：伸长计和最近的圆角边缘保持至少一个试件宽度的距离；伸长计和夹具之间至少两个试件的宽度。说明2图一显示了三种常用的布局形式：布局的使用条件是轴对称载荷，且伸长计长度方向的横截面恒定。布局使用了一对附加的伸长计，用来补偿轴向厚度统一变
11、化的作用。布局采用了三对伸长计用来检查对齐。对准装置夹具和其他装置，保持试件轴向对准，在测试方法E8中有所介绍。7.试件测试选择和准备试件选择和准备测试试件在厚度方向笔直的，能代表被测试材料的特性。尺寸建议试件尺寸测试长度是测试宽度的五倍。夹具之间的长度是宽度的七倍。测试的宽度至少等于测试厚度。一个标准矩形试件圆角的半径不小于试件的最小宽度。沿着伸长计放置的长度方向，试件宽度保持恒定。末端的附加长度至少等于它的宽度，除非产品说明书中另有说明。应力消除这个实验的目的是获得材料的内在特性。因此，试件要消除残余应力，需要在Tm/3温度下退火30分钟(Tm是材料的熔点)。如果测试的目的是确定产品的性能
12、，热处理过程可以省去。在实验报告中记录材料测试的条件，包括任何热处理过程也要记录。8.过程试件测试矩形试件所有表面是光滑的。穿过宽度和厚度的两个对面平行误差分别为英尺和英尺。厚度测量误差在英尺范围内，宽度测量误差在英尺范围内，且取三次不同位置测量的平均值。说明3对于薄的薄片，厚度变化的测量通过灵敏的装置，例如气动测量工具或电子测量工具，也许可以达到厚度测量所需的精度。对准对准过程在E1012中有详细介绍，允许误差不超过5%。同时记录施加的载荷和对应的应变。测试速度测试速度足够快使绝热扩展或收缩的热效应以及蠕动忽略不计，在重力作为施加载荷的时候，要避免由于惯性引起的瞬间过载。施加载荷施加的载荷对
13、应的应力应当处在应力应变曲线的直线部分，也就是说，在比例极限范围内。泊松比值的精确度取决于纵向和横向应变对的数量。应变读数读取所以伸长计在施加载荷下的值。温度记录温度，避免在测试过程中温度改变。图2为确定泊松比的平均应变施加载荷图9.数据计算画出平均纵向应变?L和平均横向应变?T与施加载荷的关系图，如图2。其中，?L和?T由伸长计测得。通过每个坐标点画一条直线，确定斜率d?t/dp和d?l/dp。通过下列公式计算泊松比：?d?t/dp?/?d/?ldp画直线引起的误差可通过最小二乘法减少，在应力低于比例极限的范围内，泊松比值与载荷增量同步。说明4对于最小二乘法，数据上的任意改变都被看做是应变的
14、变化。为确定用来计算的应力范围，应用E111中的应变偏差方法测试这些数据是很有帮助的。在第一次小的载荷增量过程中，由于载荷在原点处可能的小的偏移和在试件中建立载荷路径小的变化，原点载荷数值和第一次小的载荷增量不能用于计算，所以直线没有经过原点。10.报告读以下信息：试件材料合金，热处理，磨机配料数，纹理方向，和其他相关材料信息。试件形状试件形状草图或者参考试件绘图。试件尺寸实际测试试件尺寸。测试夹具测试夹具的说明书或参考夹具图。测量器具和伸长计制造商，模型，批号，测量器和伸长计的测力范围。测试速度测试速率和和控制模式。温度测试温度。应力应变图表图表展示了纵向应变和横向应变包含比例尺，样品编号，测量数值，速率以及其他相关参数。泊松比方法和值的确定请参考第九部分。11精度和误差像泊松比，剪切模量和弹性模量等弹性性质没有统一确定，材料说明中也没有确定，所以这个测试方法的精度和误差也不能确定。12关键词轴向应变；纵向应变；泊松比；应力-应变曲线；横向应变目的-通过该培训员工可对保安行
