综合性实验指导书
实验名称：材料弹性模量和泊松比的测定
实验项目性质：综合性实验
所涉及课程：材料力学
计划学时：2学时
一、实验目的
1．用电阻应变片测量材料弹性模量E和泊松比μ；
2．验证虎克定律；
3．掌握电测方法的组桥原理与应用。
二、实验内容
用应变电测法测定钢材的弹性模量E和泊松比
。
三、实验（设计）仪器设备和材料清单
1. 拉压实验装置一台。
2. 静态数字电阻应变仪一台。
3. 板试件一根（已粘贴好应变片）。
4. 游标卡尺。
四、实验原理
拉压实验装置见图1-1，它由座体1，蜗轮加载系统2，支承框架3，活动横梁4，传感器5和测力仪6等组成。通过手轮调节传感器和活动横梁中间的距离，将万向接头和已粘贴好应变片的试件安装在传感器和活动横梁的中间，见图1-2。
材料在弹性阶段服从虎克定律，其关系为
，若已知载荷P及试件横截面面积A，只要测得试件表面轴向应变εp就可得
，若同时测得试件表面横向应变 图1-1 图1-2
εp’，则
。
E
、
u
测定试件见图
1-3
，是由铝合金（或钢）加工成的板试件，在试件中间的两个面上，沿试件的轴线方向和横向共粘贴四片应变片，分别为
R1
、
R2
、
R1′
、
R2′
，为消除试件初弯曲和加载可能存在的偏心影响，采用全桥接线法。由轴向应变测量桥和横向应变测量桥可分别测得
εp
和
εp
′
，也就可计算得到弹性模量
E
和泊松比
u
。
图1-3 试件、应变片布置图及桥路布置图
五、实验步骤及结果测试
1.实验步骤
（1）试件横截面尺寸为：铝合金材料，宽15mm，厚2.5mm或钢材料，宽15mm，厚2mm。
（2）接通测力仪电源，将测力仪开关置开。
（3）将应变片按图3全桥接线法接至应变仪通道上（应变仪操作可参考应变仪使用说明书）。
（4）检查应变仪灵敏系数是否与应变片一致，若不一致，重新设置。
（5）实验：
a.本实验取初始载荷P0=0.5kN（500N），Pmax=4.5kN（4500N），ΔP=0.5kN（500N），共分8次加载；
b.加初始载荷0.5kN（500N），通道置零；
c.逐级加载，记录各级载荷作用下的读数应变。实验数据记录可参考下面记录表。
（6）试验结束后，实验机卸载，切断应变仪电源。取下试件。
2.实验结果处理
（1）平均值法
根据记录表记录的各项数据，每级相减，得到各级增加量的差值（从这些差值可看出力与应变的线性关系），然后，计算这些差值的算术平均值ΔP均、ΔεP均、ΔεP均′，可由下式计算出弹性模量E和泊松比u。
（2）最小二乘法
六、考核形式
1．实验考核办法
一般课程实验考核，采用日常考核、操作技能考核和评阅实验报告等多种形式。
日常考核的主要内容：预习情况、实验原始记录、数据分析与处理能力和出勤率。
操作考核的主要内容：实验原理、实验理论、实验技术和实验方法，实验仪器设备的操作技能、实验常见问题的分析与处理。
2．实验成绩评定
（1）课程实验成绩按教学大纲要求按比例归入课程总成绩。
（2）课程实验旷到一次者，成绩以不及格论。课程实验成绩不合格者，不得参加该门课程的考试。
（3）考核成绩，可按优、良、中、及格、不及格五级记分制进行评定，但在计算成绩时，需按以下办法转换成百分制。
优秀：90～100分；良好：80～89分；中等：70～79分；及格：60～69分；不及格60分以下。
（4）课程实验成绩不及格者必须重修，重修学生所发生的耗材等费用自理。
（5）在评阅实验报告时指导教师若发现有抄袭作弊现象，上报院教学指导小组，学院对当事人按学籍管理办法处理，实验成绩以不及格论处。
七、实验报告要求
试验报告应包括：试验名称、试验目的、仪器设备名称、规格、量程，试验记录及结果等。
八、思考题
1．试件尺寸、形状对测定弹性模量E和泊松比u有无影响？为什么？
2．试件上应变片粘贴时与试件轴线出现平移或角度差，对试验结果有无影响？
3．本实验为什么采用全桥接线法？
4．比较本实验的数据处理方法。
记录表
序号 |
读数应变 载荷 |
轴向应变（με） |
横向应变（με） |
|
| |
P |
ΔP |
εPd |
ΔεPd |
εPd′ |
ΔεPd′ |
|
初载 |
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1 |
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2
3
4
5
6
7
8
均值
ΔP均
Δεp均
Δεp均‘
实验结果： 弹性模量E= 泊松比u=
