剪切弹性模量 G 的测定(一)实验目的在比例极限内测定低碳钢的扭转剪切模量以验证虎克定律。(二)实验仪器 1. NY —4 扭转测 G仪 2. KL — 150 游标卡尺(三)实验原理验证扭转变形公式或测定剪变摸量 G 都需要准确测定试件的扭转角。扭角仪的构造原理及按装示意图如图 ,0l 为按装扭角仪的两个截面 A、B 的距离。从图中可以看出,测剪切模量实际上是测试件两个截面转角所对的弦长,有了弦长,把弦长近似的当成弧长?,有了弧长再知道半径 b 就可以算出转角。 b ???图 3- 测剪切模量实际上是测试件两个截面转角所对的弦长,有了弦长,把弦长近似地当成弧长?,有了弧长再知道半径 b 就可以算出转角。 b ???由材料力学知,在剪切比例极限内,圆轴的变形公式为 P GI TL 0??由以上公式可以写成 PI LTG???? 0 式中 T 为扭矩, I P 为圆截面的极惯性矩, L 0 为标距。图 3- 以低碳钢试件进行实验时, 可以用增量法施加扭矩, 每次增加的扭矩 T?如图 3- 都相等。加载过程中, 每一个扭矩 iT 都对应着相应的扭转角 i?, 这样, 只要求出扭矩增量 T?对应的扭转角增量,再求出扭转角增量的平均值,就可以利用下式计算出剪切弹性摸量。 mPI LTG ?????? 0 (四) 实验步骤 1. 把扭角仪装到试件上,标距大约在 150mm 左右。 2. 把百分表装上,表头预压到小针在 1~2 格。 3. 旋转表盘使大针指零,而后逐个加法码记下表上的读数。 4. 测两次取线性关系好的一组数据,计算弹性模量 G。(五) 实验数据及处理 1. 实验数据及计算结果扭矩Т(N·m)读数 C(格) 读数差Δ C(格) 弧长量( mm )ck ??扭转角 b ???弧长增量( mm )ck ??? ? 1 0?T2 1?T? 2T 34 3?TT ? ? 1 放大系数平均 111 ( ) n m i i in ? ?????
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