Materiële Constanten

Modulus van Elasticiteit en Poisson's Ratio

Hier wordt ervan uitgegaan dat studenten zijn opgeleid in het gebruik en de veiligheidsmaatregelen die vereist zijn voor het bedienen van een universele testmachine.

1. Verkrijg een rechthoekige aluminiumstaaf (12 inch x 1 inch x 1/2 inch); een aluminium 6061 T6xxx of sterker wordt aanbevolen. Er moet een gat worden geboord ongeveer 1 inch vanaf het ene uiteinde van de staaf om als belastingspunt te dienen.
2. Markeer een locatie op de staaf op ongeveer 8,0 inch vanaf het midden van het gat op de bovenkant van de staaf. Trek uitlijningsmarkeringen voor de rosette spanningsmeters en zorg ervoor dat de assen van de rosette in een hoek (ongeveer 10° tot 15°) ten opzichte van de longitudinale as van de staaf staan.
3. Markeer een vergelijkbare locatie op de onderkant van de staaf. Hier wordt een enkele spanningsmeter geïnstalleerd en moet deze worden uitgelijnd met de longitudinale assen van de staaf.
4. Meet de breedte (b) en dikte (t) van de staaf zorgvuldig met behulp van een schuifmaat. Voer drie herhalingen uit op drie verschillende locaties om een goede gemiddelde van de afmetingen te verkrijgen. Bereken hieruit het traagheidsmoment (I) en de afstand van de neutrale as tot de uiterste vezel van de staaf (c=t/2).
5. Verkrijg een rosette spanningsmeter met een detectiegrid van ongeveer 1/2 inch lang bij 1/8 mm breed op elke meter en een vergelijkbare enkele spanningsmeter. Noteer de kalibratiefactoren (of meterfactor) voor alle meters.
6. Om de rosette spanningsmeter te installeren, moet u het oppervlak eerst ontvetten en zorgvuldig schoonmaken; schuur het oppervlak met steeds fijnere schuurpapier tot een zeer glad oppervlak is verkregen; maak het oppervlak schoon met een neutralisator; en plak de spanningsmeter volgens de specificaties van de fabrikant. Laat de lijm goed uitharden voordat u verdergaat.
7. Test de weerstand van de meters (meestal 120 ohm) en hun stroomlekkage naar de staaf (weerstand, idealiter groter dan 5 Mohm) voordat u verdergaat.
8. Herhaal stappen 1.5 tot 1.7 voor de enkele meter die op het onderste oppervlak moet worden geïnstalleerd.
9. Plaats het monster in het cantileverapparaat en bevestig het op de juiste manier.
10. Verbind de spanningsmeters met een opnameapparaat, zoals een Vishay P3 spanningsindicator. Zorg ervoor dat de bedrading correct is volgens de instructies van de spanningsindicator en dat u weet welke kanaal overeenkomt met elke spanningsmeter.
11. Voer de juiste meterfactoren voor elke meter in de indicator in.
12. Controleer de apparaatkalibratie door een bekende spanning in te voeren die resulteert in een lezing van 5000µε bij een meterfactor van 2,00.
13. Noteer de initiële belasting en spanningen.
14. Breng langzaam 9 incrementen van 1,1 lbs (0,5 kg) of vergelijkbaar aan op het uiteinde van de staaf. Pauzeer bij elke stap en laat de metingen stabiliseren voordat u de resultaten noteert.
15. Breng langzaam 9 afnames van 1,1 lbs (0,5 kg) of vergelijkbaar aan. Pauzeer bij elke stap en laat de metingen stabiliseren voordat u de resultaten noteert.
16. Ontkoppel de spanningsmeter van de spanningsindicator en zet de indicator uit.
17. Plot de spanning in de longitudinale meter versus de spanning in de transversale meter. De helling van deze lijn komt overeen met Poisson's ratio, v.
18. Bepaal de helling van de beste paslijn uit de plot van spanning versus longitudinale spanning, die gelijk is aan Young's modulus, E.
19. Vergelijk uw waarden van E en v met eerder vastgestelde of gepubliceerde waarden (in het algemeen zal er een reeks waarden worden gegeven in plaats van een enkele discrete waarde).