實驗（一） 用百分表扭角儀法測定切變模量g
在比例極限內驗證扭轉時的剪下虎克定律，並測定材料的切變模量g。
1、多功能組合實驗台 2、百分表
空心圓管：材料為不鏽鋼、內徑d= 40.7 mm、外徑d= 47.14 mm、長度l=420mm
1、閱讀第二章中多功能組合實驗台工作原理、使用方法以及百分表的工作原理。
實驗裝置如圖1—（1）所示，載入示意圖見圖1—（2）。試件的一端安裝在圓管固定支座上，該端固定不動，另一端可以轉動，並在可動端裝有一滾珠軸承支座加以支承。靠近軸承安裝一橫桿ab，在a點通過載入手輪載入。
這樣試件在荷載作用下，僅僅受到純扭轉的作用。可動端只能產生繞空心圓管軸線方向的角位移。當試件受到扭轉作用時，可動端的橫截面轉動，此時橫桿也轉動。
通過百分表（或千分表）測定b點的位移（由於b點轉動角很小，b點的位移約等於b點的弧長），這樣便可以計算出試件可動端的轉角大小（見圖1—（3））。
圖1——（1） 扭轉實驗裝置
圖1—（2）扭轉載入示意圖圖1—（3）圓管轉角示意圖
根據扭轉變形公式
式中：； △t=△p×a
可計算出切變模量
施加載荷△p時，試件便受到扭矩△t=△p×a的作用，對試件分級載入，由於各級荷載相等,故相應於每級載入後的讀數增量△b也應基本相等（即相等），從而驗證了剪下虎克定律。根據實驗中測得的扭轉角增量，便可以求出切變模量g。
1、開啟測力儀電源，如果此時數字顯示不為「0000」，用螺絲刀將其調整為「0000」。
2、旋轉百分表外殼，使大指標指到「0」。
3、順時針轉動載入手輪載入，分四級載入，每級載入200n，一直加到800n
（200n→400n→600n→800n）。每加一級荷載後，讀取百分表的讀數並記錄。為了保證實驗資料的可靠性，須重複進行三次實驗，取一組線性較好的（也就是讀數差基本相等的）資料進行計算。
注意事項：
1、切勿超載，所加荷載最大不能超過1000n，否則將損壞試件。
2、保護好百分表，防止其脫落摔壞。
實驗（二） 電測法測定切變模量g
用應變電測法測定材料的切變彈性模量g。
(1)多功能組合實驗台。
(2)靜態電阻應變儀。
在剪下比例極限內，切應力與切應變(γ)成正比，這就是材料的剪下胡克定律，其表示式為
式中，比例常數g即為材料的切變模量。由上式得
式中的τ和γ均可由實驗測定，其方法如下：
(1)τ的測定：試件貼應變片處是空心圓管，橫截面上的內力如圖1——（4）(a)所示。試件貼片處的切應力為
式中，wt為圓管的抗扭截面係數。
(2)γ的測定：在圓管表面與軸線成±45°方向處各貼一枚規格相同的應變片(見圖1—（4）(a))，組成圖1—（4）(b)所示的半橋接到電阻應變儀上，從應變儀上讀出應變值。讀數應變應當是45°方向線應變的2倍，即
另一方面，圓軸表面上任一點為純剪下應力狀態(見圖1—（4）(c))。根據廣義胡克定律有
圖1—（4）
即實驗採用等量逐級載入法：設各級扭矩增量為△ti，應變儀讀數增量為，從每一級載入中，可求得切變模量為
同樣採用端直法，材料的切變模量是以上gi的算術平均值，即
(1)測量並記錄有關尺寸。
(2)組橋接線。
(3)載入分四級進行，每級載入200n（200 n→400 n→600 n→800 n)，分別記錄每級載荷下的應變值。
注意事項：
1、切勿超載，所加荷載最大不能超過1000n，否則將損壞試件。
2、測試過程中，不要震動儀器、裝置和導線，否則將影響測試結果，造成較大的誤差。
3、注意愛護好貼在試件上的電阻應變片和導線，不要用手指或其它工具破壞電阻應變片的防潮層，造成應變片損壞。
從三組實驗資料中，選擇較好的一組，按實驗記錄資料求出切變模量gi，即
採用端直法，材料的切變模量為g，即
1、多功能組合實驗台
2、靜態電阻應變儀 3、游標卡尺
矩形長方體扁試件、材料為不鏽鋼、試件橫截面尺寸：h=32mm , b=2.7mm
1、預習本節實驗內容和材料力學的相關內容。
2、閱讀第二章電測法的基本原理和電阻應變儀。
本實驗在多功能組合實驗台上進行，實驗裝置如圖2—（1）所示，應變片布置和載入示意圖如圖2—（2）所示。
圖2—（1） 拉伸試驗裝置
e和μ測定示意圖圖2—（2） 逆時針（1）應變片布點
在試件的正、反兩面的對稱位置上貼上縱向和橫向應變片，並把縱向應變片和縱向應變片進行串接，橫向應變片與橫向應變片進行串接，在另乙個不鏽鋼的小鐵塊上貼上2片應變片並進行串接作為溫度補償片。實驗時，縱向應變片，橫向應變片和溫度補償片在靜態應變儀上組成半橋測量。
（2）試驗原理
試樣下端用插銷固定在下拉頭上，上端通過插銷和上拉頭相連線。旋轉載入手輪施加拉力。試件受力時，便在縱橫向產生伸長和縮短，用電阻應變儀測取縱向應變和橫向應變。
試件橫截面面積為a，便可以計算出材料的彈性模量e和泊松比μ。
因為試驗採用增量法，分級載入，每次增加相同的拉力δf，相應地由應變儀測出的縱向應變增量，也應大致相等，如果這樣，便驗證了虎克定律。
1、開啟測力儀電源，如果此時數字顯示不為「0000」，用螺絲刀將其調整為「0000」。
2、開啟應變儀電源，預熱30分鐘，並對應變儀進行靈敏係數k值設定和應變片橋路電阻值選擇。
3、。並把溫度補償片接在bc接線柱上。
4、根據應變儀上所接的2個測點，分別按測點選擇按鈕選擇1點和2點，依次按「初值」和「測量」按鈕，對2個測點進行調零。重複檢查2～3遍。直到2個測點的初始應變在未加荷載之前均顯示為「0000」或「±0001」也行。
5、逆時針旋轉載入手輪，對試件旋加拉力，分四級載入，每級載入500n
500 n→1000 n→1500 n→2000 n
6、按測點選擇鍵，並分別記錄每級荷載作用下的縱向應變和橫向應變值（注意正負號：數字前有「-」號者為壓應變，無「-」號者為拉應變）。
7、測試完畢，將荷載卸去，關閉電源。拆線整理所用儀器、裝置，清理現場，將所用儀器裝置復原。資料經指導教師檢查簽字。
注意事項：
1、切勿超載，所加荷載最大不得超過4000n，否則將損壞荷載感測器。
2、測試過程中，不要震動儀器、裝置和導線，否則將影響測試結果，造成較大的誤差。
1.測定矩形截面梁在純彎曲時橫截面上正應力的大小及其分布規律，並與理論計算結果進行比較，以驗證純彎曲正應力公式的正確性。
2.學習電測法，並熟悉靜態電阻應變儀的使用和半橋接線方法。
1.靜態電阻應變儀
2.多功能組合實驗台
實驗裝置見圖4—（1）。它由固定立柱1、
載入手輪2、旋轉臂3、荷載感測器9、
壓頭8、分力梁6、彎曲梁5、簡支支座
4、底板7、數字測力儀10、應變儀11
等部分組成。彎曲梁為矩形截面鋼梁，
其彈性模量e＝2.05×105mpa，幾何尺寸見圖4—（2），cd段為純彎曲段，梁上各點為單向應力狀態，在正應力不超過比例極限時，只要測出各點的軸向應變，即可按計算正應力。為此在梁的cd段某一截面的前後兩側面上，在不同高度沿平行於中性層各貼有五枚電阻應變片。
其中編號3和3′片位於中性層上，編號2和2′片與編號4和4′片分別位於梁的上半部分
4-—（3）圖半橋接圖
的中間和梁的下半部分的中間,編號1和1′片位於梁的頂面的中線上,編號5和5′片位於梁的底面的中線上（見圖4—（2）），並把各前後片進行串接。
溫度補償片貼在一塊與試件相同的材料上,實驗時放在被測試件的附近。上面貼上有各種應變片和應變花，實驗時根據工作片的情況自行組合。為了便於檢驗測量結果的線性度，實驗時採用等量逐級緩慢載入方法，即每次增加等量的荷載δp，測出每級荷載下各點的應變增量，然後取應變增量的平均值，依次求出各點應力增量。
實驗可採用半橋接法、公共外補償。即工作片與不受力的溫度補償片分別接到應變儀的a、b和b、c接線柱上（如圖4—（3）），其中r1為工作片，r2為溫度補償片。對於多個不同的工作片，用同乙個溫度補償片進行溫度補償，這種方法叫做「多點公共外補償法」。
也可採用半橋自補償測試。即把應變值絕對值相等而符號相反的兩個工作片接到a、b和b、c接線柱上進行測試、但要注意，此時，為應變儀所測的讀數。
1、開啟測力儀電源，如果此時數字顯示不為「0000」，用螺絲刀將其調整為「0000」。
2、開啟應變儀電源，預熱30分鐘，並對應變儀進行靈敏係數k值設定和應變片橋路電阻值選擇（參見19頁電阻應變儀的使用）。
3、接線：看清各測點應變片的引線顏色，將工作片的兩根引出線按序號分別接到a1b1和a2 b2…a5b5五對接線柱上，溫度補償片接到b、c接線柱上並擰緊,並用短接片將b1～b5連線起來並擰緊。
4、調零：按測點選擇按鈕選擇1～5點，依次按「初值」和「測量」按鈕對各測點進行調零。重複檢查2～3遍，直至全部測點的初應變在未加荷載之前均顯示為「±0000」或「±0001」也行。
5、載入：分四級進行（500n→1000n→1500n→2000n），順時針轉動載入手輪，對梁施加荷載，注意觀察測力儀讀數，每級荷載δf=500n，並分別記錄每級荷載作用下各點的應變值（注意數字前的符號，有「－」者為壓應變，無「－」號者為拉應變）。
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