材料力学：切变模量

1、测材料切变模量姓名：唐智浩 学号：36050222一、实验目的1、用扭角仪测定中碳钢材料在比例极限内转角与扭矩的关系；2、电测法测定中碳钢材料在比例极限内扭转切应力与切应变的关系3、测定中碳钢材料的切变模量G；二、实验原理与方法1、扭角仪测试原理bj 扭角仪是在小变形前提下，通过测量圆周上一点的切线位移来得到试件两截面相对扭转角的实验装置。 等截面圆轴在比例极限内扭转时，若相距为L的两横截面之间扭矩为常值，则两横截面间的扭转角为：增量法：每一级载荷增量下2、电测法测扭转切应变 设所取正方形的边长为a,则有： 微体变形图gABCDHDt 圆轴表面的扭转切应力的计算：等截面圆轴在比例极限内扭转时，

2、微体的切应力与切应变的关系为：增量法：每一级载荷增量下三、实验步骤1、拟定加载方案2、草拟实验所需各类数据表格3、测量试件尺寸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+450-450P7、进行试验8、整理各种仪器设备，结束试验四、数据列表百分表试验时间：2007-12-7 本组同学：唐智浩、陈世春试验机号：8 实验装置图计算机号：8应变仪号：8试件号：8压力臂a=128mm 扭转力臂b=64mm 轴直径d=40mm 轴长度L=132mm侧片温补片R仪内电阻应变仪BACD1/4桥B电路图如下：1/2桥上+45上-45仪内电阻R应变仪ADCPBBA全桥

3、1/2桥下+45下-45上+45上-45下-45下+45RR应变仪应变仪DDCCA数据记录: 1/4桥:加载数（KN）通道1通道2通道3通道4百分表(mm)1000002-7151-76490.0513-140106-1411050.1024-208158-2181520.1585-274216-2862110.210 半桥:加载数（KN）通道1通道2百分表(mm)100021221240.05532462480.09843693730209 全桥：加载数（KN）通道1百分表（mm）10022470.04234930.09247400.14459870.198五、数据

4、处理1、扭转角测切变模量：2、应变测切变模量：其中WP=d3/16 =1.2566*10-5m3 Ip=d4/32=2.5132*10-7m4 a=0.128m b=0.064m L=0.132m d=0.040m应变差值： 1/4桥：加载数（KN）T (N*m) 1234百分尺(mm)12128715176490.0513128695565560.0514128685263470.0565128665868590.052平均12868.5546857.250.0525得=60.8125*10-6, T=128N*m，=0.0525*10-3m，则由扭转角测得 G=81.96GPa由应变仪测得

5、 G=83.75GPa 1/2桥：加载数（KN）T(N*m)2122百分表(mm)121281221240.05531281241240.04341281231250.05251281241250.059平均128123251245005225得=61.9375*10-6, T=128N*m，=0.05225*10-3m，则由扭转角测得 G=82.35GPa由应变仪测得 G=82.23GPa 全桥：加载数（KN）T(N*m)4百分表(mm)121282470.04231282460.05041282470.05251282470.054平均1282467500495得=61.6875*10-6, T=128N*m，=0.0495*10-3m，则由扭转角测得 G=86.92GPa由应变仪测得 G=82.56GPa六、实验结果讨论和改进意见实验结果和事实比较符合。但是发现在1/4的测量中，应变片1、3的值偏大，2、4的值偏小，但是应变差平均值稳定在60左右。这就证明应变片在贴边的过程中，可能没有严格按照45度进行，导致一个应变片偏大，另一个偏小。实验装置方面，也存在一定的问题。比如实验机在调整到相应的载荷时，过一段时间载荷又不稳定而发生变化。建议可以在测量方法上采取措施消除这种载荷不稳定引起的误差：在1-5K