Общие сведения. Упругости и коэффициента Пуассона для стали

При растяжении

Упругости и коэффициента Пуассона для стали

Лабораторная работа № 4. Определение модуля

Цель работы – экспериментальное определение величин модуля упругости Е (модуля Юнга) и коэффициента Пуассона μ для стали и сравнение их с табличными значениями.

Для модуля упругости Е и коэффициента Пуассона μ при растяжении стального образца в области упругих деформаций, когда справедлив закон Гука, можно записать формулы:

; , (2.16)

где – нормальное напряжение;

N – продольное внутреннее усилие от приложенной растягивающей осевой нагрузки F, Н (N = F);

А ₀ – площадь поперечного сечения, мм²;

ε и ε^' – соответственно относительные продольная и поперечная деформации;

«–» обозначает, что ε^' при растяжении меньше нуля;

μ = 0,25-0,35 – табличные значения для всех металлов. Величина μ характеризует свойства материала и определяется экспериментально;

Е = (1,9-2,1)10¹¹ Па = (1,9-2,1)10¹¹ Н/м² = (1,9-2,1)10⁵ МПа = (1,9-2,1)10⁵ Н/мм² = (1,9-2,1)10⁴ кН/см²– табличное значение для стали.

Модуль упругости можно определить, преобразовав закон Гука

, (2.17)

где ∆ F – приращение нагрузки,

∆ ε_ср – среднее приращение относительной продольной деформации образца от действия ∆ F при количестве ступеней испытания равном m.

Коэффициент Пуассона находится по формуле

, (2.18)

где ∆ ε^' – среднее приращение относительной поперечной деформации образца от действия ∆ F при количестве ступеней испытания равном m.

Испытание проводится на плоском образце прямоугольного поперечного сечения с помощью метода электротензометрии. Тензодатчики (тензорезисторы) наклеены на образец таким образом, что датчики 1 и 2 регистрируют продольные деформации, а датчики 3 и 4 – поперечные деформации (рис. 2.8). Рабочие тензорезисторы 1, 2 и 3, 4 подсоединены к двум парам компенсационных датчиков такой же базы и образуют два измерительных моста. С помощью первого моста можно определить продольные деформации образца, а с помощью второго – поперечные. Мосты подключены к измерителю деформаций ИД-70 (рис. 2.8, в). Образец растягивается на машинах Р-5 или УММ-5.

в

а

б

Рис. 2.8. К испытанию плоского образца:

а, б – два вида образца с поперечным сечением b х h, L – рабочая длина образца; в – схема измерения; 1,2 и 3,4 – датчики, регистрирующие продольные и поперечные деформации

Дата добавления: 2014-12-26