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实验一 拉伸时材料弹性模量的测定

一、实验目的

1、在比例极限内，验证虎克定律。

2、测定低碳钢的弹性模量Eo

二、实验设备

1、游标卡尺

2、球铰式引伸仪

用来测量微小线变形的仪器称为引伸仪，它可以将微小变形放大许多倍，提高测量精度。引伸仪种类很多，现介绍常用的球铰式引伸仪，此仪器的原理示意图如图1所示。试件夹持于上、下标距叉内，当试件标距L伸长△L时，下标距叉绕球铰B转动，试件伸长△L=AA’，由于AB=AC，所以CC’=2AA=2△L，千分表(或百分表)测出的距离则为2△L，又因千分表(或百分表)的放大倍数为1000(或100)倍，故球铰式引伸仪总的放大倍数

为K=2000倍(或K=200倍)。仪器标距有L=100mm和L=50mm两种。3、油压式万能材料试验机

油压式万能材料试验机可以作拉伸、压缩、弯曲等多种试验，其构造可分为加载、测力和绘图三个部分。试验机的类型很多，下面以实验室使用的WE—10B型液压式万能试验机为例说明，图2是其构造原理示意图。

(1)加载部分

拉伸试件夹紧于上、下横梁1和2的夹头之间，上横梁1通过前后两光杆3与试验台4固结在一起，下横梁2则通过传动螺母支持在前后两丝杆5上。开动油泵电动机带动油泵6工作，将油箱中的油经油管(1)和控制阀7送入工作油缸8，推动工作活塞9使试验台4、光杆3及上横梁l上升，下横梁2不动，从而使试件受拉伸。如将试件放在下横梁2和试验台4之间，则试验台上升时，试件将承受压力。

为便于装夹不同长度的试件，可开启升降电机，通过减速器10传动链子，使丝杆5旋转，从而使下横梁2快速移动到适当位置。必须注意：

当试件已经夹紧或受力后，严禁再开启升降电机，以免损坏机器。

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测力部分

加载时，工作油缸8中的油压与试件所受的力成正比，如用油管（2）将工作油缸与测力油缸11联通，此油压推动测力活塞2向下移动，带动拉杆13，使摆锤14绕支点转动，同时摆上的推板15便推动线轮架16沿导轨移动，使指针17旋转，指针转动的角度与试件

受力大小成正比，于是在测力度盘18上便可读出试件受力的大小。理换三种锤重，可改变测力度盘的三种测力量程。该试验机的三种量程是：0~20KN、0~50KN、0~100KN。

加载前应消除上横梁、光杆与试验台的重量，办法是开动油泵电动机送油，使上横梁1升起1cm左右，转动调零旋钮调整度盘使指针对准零点。

绘图部分

用于绘制试件受力P和变形△L的关系曲线。加载时，线轮架16移动，其上装的绘图笔随之移动绘出载荷P，与此同时，试验台4上升，现之相联的齿杆19也上升，经齿轮传动而使绘图圆筒20旋转，绘出试件的变开△L，从而P-△L曲线即被绘制下来。

三、实验原理

在比例极限内，材料服从虎克定律，其关系式是

为了验证虎克定律和提高测量精度，采用等量加载法，即每次增加相等载荷△P，由引伸仪观察其伸长增加量也基本相等，同时观察P-△L曲线为—斜直线，这就验证了虎克定律的正确性。

设试件横载面积为A，引伸仪标距L，各级载荷增量为△P，各级伸长增加量为△（△L），则得到增量法测弹性模量公式为：

四、实验步骤

1、测量试件尺寸，记下横载面平均直径d。

2、拟订加载方案，用等量加载法，逐级增加等量载荷，最大应力值不能超过比例极限，碳钢一盘取屈服极限σS的70~80%，加载级数至少