机械实验
教学中心 图7 引伸仪原理简图1-调零螺钉 2-千分表 3-螺钉 4-上标距块 5-球铰 6-下标距块 7-螺钉机械工程实验教学中心 球铰式引伸仪主要由上标距块4、下标距块6及千分表2三部分组成，如 图1.7所示。上标距块4及下标距块6分别用螺钉3及7安装在试样上，并用球 铰5连接。当试件标距L0伸长△L时，下标距块6绕球铰5点转动，而上标距块 4几乎不发生转动，于是千分表2测出的距离为2，因此下标距块6的放大倍数 为2倍，又因千分表的放大倍数为1000倍，故此仪器总的放大倍数K=2000倍。弹性模量的测量测定低碳钢的弹性模量时，应采用拉伸实验，低碳钢在比例极限内应服 从虎克定律，其变形与载荷的关系式为：?l = Pl0 EA0由此可得:E= Pl 0 ?lA0机械工程实验教学中心 在试样上安装测量轴向伸长的球铰式引伸仪如图1.8所示，对试样加载后， 可以从引伸仪测得试样在引伸仪标距内的轴向伸长量△L，通过上式即可计算出 低碳钢的弹性模量E。图8 球铰式引伸仪 机械工程实验教学中心 为了消除测量中可能产生的误差和验证虎克定律，一般采取等增量加载 法。所谓等增量加载法，就是把欲加的最终载荷分成若干等份，逐级加载来 测量试样的变形。设试样的横截面积为A0 ，引伸仪标距为 L0 ，各级载荷的 增加量相同并等于△P ,各级伸长量为△ Li ，则可改为： ?Pl0 Ei = δ i A0 式中 ——i为加载级数(i=1,2,3…) 设每级伸长量由引伸仪读得的数值为N (刻度格数)，每级读数的增加量 为△N ，K为引伸仪的放大倍数，则：δ i = ?N i / K机械工程实验教学中心 代入上式可得：Ei = ?Pl0 K ?N i A0这就是用等增量加载法测弹性模量E的计算公式。 由实验可以发现，在各级载荷增量△P相等时，相应地由引伸仪测出的 伸长量的增量δ i也基本相等，这是因为载荷与伸长量成正比例的缘故。 由于实验开始时引伸仪机构间存在间隙，其刀刃(或紧定螺钉尖端) 往 往在试样标距刻线内有微小的滑动，从而影响读数的准确性；同时为了夹牢 试样和消除试验机机构之间的空隙，必须加一定量的初载荷。按国家标准 GB/T228-2002中规定，初载荷应为已选定的测力表盘量程的10%，但不小于 试验机最大负荷的4％。 在实验前要制定加载方案。制定加载方案时根据上述要求，一般应考虑 以下几点：机械工程实验教学中心 由于在比例极限内进行实验，故最大应力值不能超过比例强度，低碳钢 一般取屈服强度的70～80％。 初始载荷可按已选定的测力表盘量程的10％或稍大于此标准来选定。 至少应有4～5级加载,每级加载应使引伸仪的读数有明显的变化。σ E （ × 例如使用中碳钢(45号钢