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1、1 剪切弹性模量G的测定(一)实验目的在比例极限内测定低碳钢的扭转剪切模量以验证虎克定律。(二)实验仪器1NY 4 扭转测 G 仪2KL 150 游标卡尺(三)实验原理验证扭转变形公式或测定剪变摸量G 都需要准确测定试件的扭转角。扭角仪的构造原理及按装示意图如图4.1,0l为按装扭角仪的两个截面A、 B 的距离。从图中可以看出,测剪切模量实际上是测试件两个截面转角所对的弦长,有了弦长, 把弦长近似的当成弧长,有了弧长再知道半径b 就可以算出转角。b图 3-4.1 测剪切模量实际上是测试件两个截面转角所对的弦长,有了弦长,把弦长近似地当成弧长,有了弧长再知道半径b 就可以算出转角。b由材料力学知
2、,在剪切比例极限内,圆轴的变形公式为PGITL0由以上公式可以写成PILTG0式中 T 为扭矩, IP为圆截面的极惯性矩,L0为标距。2 图 3-4.2 以低碳钢试件进行实验时,可以用增量法施加扭矩,每次增加的扭矩T如图 3-4.2 都相等。加载过程中, 每一个扭矩iT都对应着相应的扭转角i,这样,只要求出扭矩增量T对应的扭转角增量,再求出扭转角增量的平均值,就可以利用下式计算出剪切弹性摸量。mPILTG0(四)实验步骤1.把扭角仪装到试件上,标距大约在150mm 左右。2.把百分表装上,表头预压到小针在12 格。3.旋转表盘使大针指零,而后逐个加法码记下表上的读数。4.测两次取线性关系好的一
3、组数据,计算弹性模量G。(五)实验数据及处理1 实验数据及计算结果扭矩(N m)读数 C(格) 读数差 C(格) 弧长量( mm)ck扭转角b弧长增量( mm)ck10T21T2T3 43TT1 放大 系 数平均111()nmiiin100k100mmbb(mm)3 00()aPmLGGPL自测OL自测432Pd10()dmm取实验数据最好的一组按下式,计算出扭矩增量对应的扭转角增量的平均值,和计算出剪切弹性模量。平均111()nmiiin100mmbb(mm)式中: n 为加载级数。2作图以扭矩 T 为纵坐标,扭转角为横坐标,作图。观察各点是否近似在一条直线上,以验证虎克定律。作图时,应使用坐标纸,并选择合适的比例尺