对于均匀的各向同性的材料而言,弹性模量E和泊松比完全就可以确定
材料的弹性性质。它们均由试验决定。对于这两个参数,可以使用电测法和机
械式量测两种方法。
1、电测法测定相似材料的E和
所谓电测就是在试件上贴一定数量的应变片,用静态电阻应变仪得到的数
据来计算试块的横向和纵向变形,再结合压力机上的压力值推导出相似材料的
E和。
试件一般为高100mm、直径50mm的圆柱体,也可用50mm X 50mmX 100mm
的棱柱体,我们试验中所用的是圆柱体。
为了防止荷载偏心对量测结果的影响,应变片应对称纵向贴在试件的两
侧,H/2处((H为试件高度),然后取其平均值进行计算。进行单轴压缩实验
时,最大荷载不超过破坏荷载的1/3一1/2,但通常还是要作到破坏。分8一10
级加载,用静态电阻应变仪量测每级荷载下相应的应变值,最后将记录的△
和△标在坐标纸上,绘出。一曲线,这样就很容易求出材料的弹性模量E
了。
泊松比可以和弹性模量E同时测试,只是贴片的方向与荷载方向垂直。量
测刀时应注意两点:
(1)尽量将测的横向片和测E的纵向片分别贴在试块的不同部位(但必须
贴在试块的H/2处),以避免应变片横向效应的影响。
(2)由于横向变形较小,值不易测准,需特别注意。
根据我们用电测法对试块进行多次试验,效果不很理想。主要表现在我们
的试件是圆柱体,在圆柱体的曲面贴应变片,应变片与曲面的粘结效果不很理
想,使实验的结果误差很大,可能用棱柱体试验效果会好一些。
2、用机械式量测法测弹性模量E
对于低弹性模量的材料,由于刚化效应的影响,不宜用电阻应变仪进行量
测。这时可用百分表、千分表或位移传感器量(与应变规相连,应变规夹在试
件上)测试件的轴向压缩量△H,然后利用下式:
来计算材料的E值。由于这种量测法可能将垫块和试件的非密切接触产生
的空隙包括在内,所以测得的变形量可能偏大,而使E值偏小。因此,要特别
注意试件端部的平整性。
在实际科研中,为了节省经费和节约时间,在选择相似材料的初期阶段,
由于试件多,试验量大,可先用百(千)分表量测,在基本确定相似材料后,
再用电测法较为精确的测定材料的E,值。由于我们试验时间的紧迫性,实
验过程中基本上用的是机械式量测法。
每组试验的试件数不得少于5个。
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