G
=
2 (1
E +
u)
式中 : G —切变模量 ;
E —弹性模量 ;
u —泊松系数 。
计算出切变模量 。
5 6 7 8 9 10
x + SD
217 246 258 237 182 211 221. 9 ±
596 726 793 692 584 679 668. 1 ±
0. 364 0. 339 0. 325 0. 342 0. 311 0. 310 0. 332 6 ±
弹性模量与泊松系数 、切变模量测定试样取自 某公司新研制的高分子材料 。以机械加工的方法沿 材料的纵向取样 ,加工成直径为 12～12. 12 mm ,高 为 25 mm 的试样 10 个 。将试样外表面用金相砂纸 沿试样轴线 方向打磨后 ,用酒精和丙铜将试样表面 清洗干净 ,在试样纵向和横向各粘贴一片浙江黄岩 测试仪器厂生产的阻值为 120 Ω 灵敏系数为2. 12 , 标距为 1 mm ×1 mm 的胶基泊式电阻应变片 ,贴片 后自然干燥 24 小时后进行实验 。
实验设备为日本岛津 A G～10 TA 自动控制电 子万能试验机 。将试样置于电子万能试验机的工作 台上 ,以 0. 5 mm/ min 的实验速度对试样施加压应 力 ,当对试样施加 0. 5 kNf 时 ,使载荷保持恒定 。通
[ 收稿日期 ] 2006209210 [ 作者简介 ] 王国同 (19692) ,男 ,高级工程师 ,研究方向为机械强度
0. 003 688
应变 (με) 623 587 723 678 596 726 793 692 584 679 668. 1 ±
69. 631 49
弹性模量计 算值 M Pa
7 099 7 545 6 130 6 524 7 426 6 104 5 575 6 397 7 573 5 184 6 555. 7 ±
4 讨 论
3 测试结果
弹性模量测试与计算结果见表 1 ,泊松系数测 试与计算结果见表 2 ,切变模量计算结果见表 3 。
表 1 弹性模量测试与计算结果
样号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
x +Leabharlann SD应力δM Pa 4. 423 4. 429 4. 432 4. 427 4. 426 4. 432 4. 421 4. 427 4. 423 4. 426 4. 426 6 ±
838. 052 5
表 2 泊松系数测试与计算结果
样号
1 2 3 4
横向应变 (με)
209 196 227 236
纵向应变 (με)
623 587 723 678
泊松系数
0. 335 0. 339 0. 313 0. 348
实验结果表明 ,高分子材料弹性模量为 6 555. 7 ±838. 052 5 M Pa , 泊 松 系 数 为 0. 332 6 ±0. 017 696 ,切变模量为 2 463. 74 ±309. 547 4 M Pa ,材料 为低模量材料 ,其横向变形系数较大 ,大于金属材料 (钢的泊松系数为 0. 27～0. 3) 。
46
试验技术与试验机 Sep . 2006
过华东电子仪器厂的 YJ - 26 型静态电阻应变仪测
出试样纵向和横向应变 。
根据公式 : 式中 :σ—应力 ;
σ = E ·ε;
E —弹性模量 ; ε—应变 。
计算出每个试样的弹性模量 。再根据公式
ε′ u= ε
式中 : u —泊松系数 ; ε′—横向应变 ; ε—纵向应变 。 计算出每个试样的泊松系数 。再根据公式
No3. 2006
试验技术与试验机
Sep . 2006
高分子材料弹性模量 、泊松系数 、切变模的测试
王同国 ,马克强 ,王科理
(吉林大学管理学院 ,吉林 长春 130025)
摘 要 :本文报道了以应变电测原理和技术测试某公司新研制的高分子材料的弹性模量 、泊松比 、切变模量的结
果 。并对试验方法及电阻应变片的迭取及贴片工艺进行了分析和讨论 。
23. 354 51
69. 631 49
0. 017 696
表 3 切变模量计算结果
样号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 x + SD
切变模量 (MPa)
2 658. 8 2 817. 4 2 334. 3 2 421. 7 2 772. 1 2 279. 3 2 103. 7 2 383. 3 2 888. 2 1 978. 6 2 463. 74 ±309. 547 4
关键词 :高分子材料 ;弹性模量 ;泊松系数 ;切变模量 ;测试
中图分类号 : TB324
文献标识码 :B
The Test on Elastic Modulus , Poisson Ratio , Shear Modulus of High Denominator Material
Wang To ngguo , Ma Keqiang , Wang keli ( S chool of M ana gement J i l i n U ni versi t y , J i l i n Chan gchun 130025)
应变电测原理和技术 ,在机械 、电子 、石油 、化 工 、建筑 、国防等各个领域都得到了广泛的应用 。其 具有快捷和测试精度高等特点 。应用应变电测技术 和原理测量试件 、构件结构的应变值 ,严格掌握电阻 应变片的粘贴工艺致关重要 。严格的按照电阻应变 片的粘贴工艺进行贴片 ,是测试取得成功的重要环 节 。为保证测量精度对所使用的测量仪器 ,在使用 前要用应变校准仪进行校准后进行使用才能取得满 意的效果 。
本实验以应变电测原理和技术测试了高分子材 料的弹性模量 、泊松系数 ,切变模量值 ,为新材料的 进一步开发奠定了基础 。
参考文献 :
[ 1 ] 吴宗岱. 陶宝祺编著 ,应变电测原理及技术 [ M ] . 北京 : 国防工业出版社 ,1982 ,1～20 页
Abstract : This paper p resent s t he testing result s o ne t he newly2developed high deno minator mate2 rial of t he co mpany , elastic modulus , Poisso n ratio , shear modulus , Al so , so me analysis and dis2 cussio n o n t he testing met hod , t he resistance st rain gage choice and t he technique of patch , are made in t his paper . Keywords : high deno minator materials ;elastic modulus ; Poisso n ratio ; shear modulus ;test
1 引 言
2 材料与方法
弹性模量 、泊松系数 、切变模量是材料力学性质 的三个重要指标 ,尤其是新材料的研究必须确定这 三个重要指标 。这三个指标也贯穿于材料力学的计 算中 ,以单向虎克定律计算应力需要弹性模量 ,以广 义虎克定律计算应力则需要弹性模量值和泊松系数 值 。测定弹性模量和泊松系数有好多种方法 。常用 的诸如以各种引伸仪 ,张伸计 ,还有光学的方法 ,而 应变电测量的方法精度较高 ,所以应变电测法广泛 的应用于测试各种材料的弹性模量和泊松系数 。鉴 于新材料研制的需要作者对某公司新研制的高分子 材料以应变电测原理和技术进行弹性模量 、泊松比 、 切变模量测试 ,现将测试结果报告如下 :