七、思考题
1.根据不同的断口形状说明材料的两种基本断裂形式，并说明破坏原因。
2.用材料和直径相同而标距长度分别为5d0和10d0两种试件测定延伸率δ，试验结果有何差别？为什么？
3. 在低碳钢的拉伸—曲线（图四）中，标出试件的弹性变形与塑性变形。 实验三 材料弹性常数E、μ的测定
——电测法测定弹性模量E和泊松比μ 预习要求：
1、预习电测法的基本原理（见实验指导书P8~ P11）； 2、设计本实验的组桥方案；
3、拟定本实验的加载方案；
4、设计本实验所需数据记录表格（见实验指导书P49~ P50）。 一、实验目的
1. 测量金属材料的弹性模量E和泊松比μ； 2. 验证单向受力虎克定律；
3. 学习电测法的基本原理和电阻应变仪的基本操作。 二、实验仪器和设备
1. 微机控制电子万能试验机； 2. 电阻应变仪；
3. 游标卡尺。 三、试件
中碳钢矩形截面试件，名义尺寸 为。 材料的屈服极限。 图一 试件示意图 图二 实验装置图
四、实验原理和方法 1、实验原理
材料在比例极限内服从虎克定律，在单向受力状态下，应力与应变成正比： （1）
上式中的比例系数E称为材料的弹性模量。 由以上关系，可以得到：
（2）
材料在比例极限内，横向应变
（3）
上式中的常数
与纵向应变
之比的绝对值为一常数：
称为材料的横向变形系数或泊松比。
本实验采用增量法，即逐级加载，分别测量在各相同载荷增量的应变增量。于是式（2）和式（3）分别写为：
（4） （5）
根据每级载荷得到的Ei和，求平均值： n
n
（6）
（7）
作用下，产生
以上即为实验所得材料的弹性模量和泊松比。上式中n为加载级数。 2、实验方法
2.1电测法（相关内容见《材料力学Ⅱ》第15章的1~3节） 2.2加载方法——增量法与重复加载法
增量法可以验证力与变形之间的线性关系，若各级载荷增量ΔP相同，相应的应变增量也应大致相等，这就验证了虎克定律，如图三所示。
利用增量法，还可以判断实验过程是否正确。若各次测出的应变不按线性规律变化，则说明实验过程存在问题，应进行检查。
采用增量法拟定加载方案时，通常要考虑以下情况： （1）初载荷可按所用测力计满量程的10%或稍大于此值 来选定；(本次实验试验机采用50KN的量程)
（2）最大载荷的选取应保证试件最大应力值不能大于比 例极限，但也不能小于它的一半，一般取屈服载荷Ps的 70%~80%，即；
（3）至少有4-6级加载，每级加载后要使应变读数有明 显的变化。
本实验采用增量法加载。
12 P PPP图三 增量法示意图
重复加载法为另一种实验加载方法。采用重复加载法时，从初载荷开始，一级加至最大载荷，并重复该过程三到四遍。初载荷与最大载荷的选取通常参照以下标准：
(1) 初载荷可按所用测力计量程的10%或稍大于此值来选定；
(2) 最大载荷的选取应保证试件的最大应力不大于试件材料的比例极限， 但也不要小于它的一半，一般取屈服载荷的70~80%。 (3) 每次实验重复遍数至少应为3~4遍。
重复加载法不能验证力与变形之间的线性关系。
五、实验步骤
1. 设计实验所需各类数据表格； 2. 测量试件尺寸；
分别在试件标距两端及中间处测量厚度和宽度，将三处测得横截面面积的算术平均值作为试样原始横截面积 。 3. 拟定加载方案；
4. 试验机准备、试件安装和仪器调整； 5. 确定组桥方式、接线和设置应变仪参数； 6. 检查及试车：
检查以上步骤完成情况，然后预加载荷至加载方案的最大值，再卸载至初载荷以下，以检查试验机及应变仪是否处于正常状态。 7. 进行试验：
加初载荷，记下此时应变仪的读数或将读数清零。然后逐级加载，记录每级载荷下各应变片的应变值。同时注意应变变化是否符合线性规律。重复该过程至少两到三遍，如果数据稳定，重复性好即可。
8. 数据经检验合格后，卸载、关闭电源、拆线并整理所用设备。