Costanti dei materiali

Modulo di elasticità e rapporto di Poisson

Si presume che gli studenti siano stati addestrati all'uso e alle precauzioni di sicurezza necessarie per utilizzare una macchina di prova universale.

1. Ottenere una barra rettangolare in alluminio (12 pollici x 1 pollici x 1/4 pollici); si consiglia un alluminio 6061 T6xxx o più forte. Un foro deve essere praticato a circa 1 pollice da un'estremità del raggio per fungere da punto di carico.
2. Contrassegnare una posizione sulla trave a circa 8,0 pollici dal centro del foro sulla superficie superiore della trave. Disegnare segni di allineamento per gli estensimetri a rosetta e assicurarsi che gli assi della rosetta siano inclinati con un piccolo angolo (da circa 10° a 15°) rispetto all'asse longitudinale del fascio.
3. Contrassegnare una posizione simile sulla superficie inferiore del raggio. Qui verrà installato un singolo estensimetri e dovrebbe essere allineato con gli assi longitudinali della trave.
4. Misurare attentamente la larghezza (b) e lo spessore (t) della barra utilizzando le pinze. Eseguire tre repliche in tre posizioni diverse per ottenere una buona media delle dimensioni. Da queste misurazioni, calcolare il momento di inerzia (I) e la distanza dall'asse neutro alla fibra estrema della barra (c=t/2).
5. Ottenere un estensimetri a rosetta con una griglia di rilevamento di circa 1/4 di lunghezza per 1/8 mm di larghezza su ciascun misuratore e un estensimetrio singolo simile. Prendere nota dei fattori di calibrazione (o fattore di misurazione) per tutti i misuratori.
6. Per installare l'estensimetri a rosetta, prima sgrassare e pulire attentamente la superficie; levigare la superficie utilizzando carta vetrata progressivamente più fine fino ad ottenere una superficie molto liscia; pulire la superficie con un neutralizzatore; e incollare l'estensimetri secondo le specifiche del produttore. Lasciare che la colla si polimerizza correttamente prima di procedere.
7. Testare la resistenza dei misuratori (tipicamente 120 ohm) e la loro perdita di corrente alla barra (resistività, idealmente maggiore di 5 Mohm) prima di procedere.
8. Ripetere i passaggi da 1,5 a 1,7 per l'installazione del singolo misuratore sulla superficie inferiore.
9. Inserire il campione nell'apparecchio a sbalzo e fissare in modo appropriato.
10. Collegare gli estensimetri a un dispositivo di registrazione, ad esempio un indicatore di deformazione Vishay P3. Assicurarsi che il cablaggio sia corretto secondo le istruzioni dell'indicatore di deformazione e che si sappia quale canale corrisponde a ciascun estensime.
11. Immettere i fattori di misurazione appropriati per ciascun misuratore nell'indicatore.
12. Controllare la calibrazione del dispositivo inserendo una tensione nota che si tradurrà in una lettura di 5000με ad un fattore di misurazione di 2,00.
13. Registrare il carico iniziale e le tensioni.
14. Applicare lentamente 9 incrementi di 1,1 libbre (0,5 kg) o simili all'estremità del fascio. Metti in pausa ad ogni passo e consenti alle misurazioni di stabilizzarsi prima di registrare le letture.
15. Applicare lentamente 9 decrementi di 1,1 libbre (0,5 kg) o simili. Metti in pausa ad ogni passo e consenti alle misurazioni di stabilizzarsi prima di registrare le letture.
16. Scollegare l'estensimetri dall'indicatore di deformazione e spegnere l'indicatore.
17. Traccia la deformazione nel misuratore longitudinale rispetto alla deformazione nel misuratore trasversale. La pendenza di questa linea corrisponde al rapporto di Poisson, v.
18. Determinare la pendenza della linea di adattamento migliore dal grafico di sollecitazione rispetto alla deformazione longitudinale, che è uguale al modulo di Young, E.
19. Confronta i tuoi valori di E e v con valori precedentemente stabiliti o pubblicati (in generale, ci sarà un intervallo di valori dati piuttosto che un singolo valore discreto).