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材料切变模量G的测定

切变模量和弹性模量泊松比的实验报告,仅作参考。

一. 实验目的

1. 两种方法测定金属材料的切变模量G; 2. 验证圆轴扭转时的虎克定律。

二. 实验仪器和设备

1. 2. 3. 4. 5.

微机控制电子万能试验机 扭角仪 电阻应变仪 百分表 游标卡尺

材料切变模量G的测定

三. 试件

中碳钢圆轴试件,名义尺寸d=40mm,材料屈服极限 s 360MPa。

四. 实验原理和方法

1. 电测法测切变模量G

材料在剪切比例极限内,切应力与切应变成正比,

G (1)

上式中的G称为材料的切变模量。

由式(1)可以得到:

G

(2)

圆轴在剪切比例极限内扭转时,圆轴表面上任意一点处的切应力表达式为:

max

由式(1)~(3)得到:

G

TWP

TWP

(3)

(4)

由于应变片只能直接测出正应变,不能直接测出切应变,故需找出切应变与正应变的关系。圆轴扭转时,圆轴表面上任意一点处于纯剪切受力状态,根据图二所示正方形微体变形的几何关系可知:

材料切变模量G的测定

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