材料常数
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11:23 min
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April 30, 2023
Overview
资料来源: 布莱克斯堡弗吉尼亚理工大学土木与环境工程系罗伯特. 里昂
与汽车或烤面包机的生产相比, 在那里成千上万的相同的复制品和广泛的原型测试是可能的, 每个土木工程结构是独一无二的, 非常昂贵的再生产 (图 1)。因此, 土木工程师必须广泛地依靠分析建模来设计其结构。这些模型是对现实的简化抽象, 用来检查性能标准, 特别是与强度和刚度有关的准则是否不被违反。为了完成这项任务, 工程师需要两个组件: (a) 一组理论, 解释结构如何响应负载, 即力和变形如何相关, 以及 (b) 在这些理论中区分的一系列常量如何材料 (如钢材和混凝土) 的反应不同。
图 1: 世贸中心 (纽约市) 交通枢纽。
现今大多数工程设计都采用线性弹性原理来计算结构的力和变形。在弹性理论中, 需要一些材料常数来描述应力与应变的关系。应力被定义为单位面积的力, 而应变被定义为当受力除以该尺寸的原始大小时的尺寸变化。这些常数的两个最常见的是弹性模量 (E), 它将应力与应变有关, 而泊松比 (ν) 是横向与纵向应变的比值。本试验将介绍在建筑材料实验室中用于测量力 (或应力) 和变形 (或应变) 的典型设备, 并用它们测量典型铝棒的 E 和ν 。
Principles
Procedure
弹性弹性模量与泊松比 这里假定学生已经接受了操作通用测试机所需的使用和安全预防措施的培训。 获得矩形铝棒 (12 英寸 x 1 英寸 x ¼中);建议使用 6061 T6xxx 或更强的铝。一个洞应该钻大约1在. 从一个横梁末端担当装货点。 在光束的顶部表面上的孔的中心处标记8.0 的位置。绘制花环应变计的对准标记, 并确保花环的轴线倾斜在一个小角度 …
Results
数据应该导入或转录到电子表格中, 以便于操作和绘图。所收集的数据见表1。 由于莲座丛应变片不与梁的主轴相对准, 因此需要将莲座丛菌株输入到12 (eq 9) 和上面的ε (eq 10) 的方程中, 以计算主应变, 从而产生表2中显示的数据。结果表明, 实测应力与主应力的夹角约为0.239 弧度或13.7°。注意最大主应变为正, 纵向对应大拉伸应变;最小主应变?…
Applications and Summary
在本实验中, 测量了两个基本材料常数: 弹性模量 (E) 和泊松比 (v)。本实验演示了如何使用玫瑰应变计测量实验室设置中的这些常数。实验所得的值分别与 1万 ksi 和0.3 的公布值吻合较好。这些值是应用弹性理论进行工程设计的关键, 本文所描述的实验技术是获取材料常数的典型方法。要获得这些值, 必须非常小心地使用高分辨率仪器和可追踪的校准程序。特别是, 使用基于应变仪的设备和16?…
Transcript
弹性弹性模量与泊松比 这里假定学生已经接受了操作通用测试机所需的使用和安全预防措施的培训。 获得矩形铝棒 (12 英寸 x 1 英寸 x ¼中);建议使用 6061 T6xxx 或更强的铝。一个洞应该钻大约1在. 从一个横梁末端担当装货点。 在光束的顶部表面上的孔的中心处标记8.0 的位置。绘制花环应变计的对准标记, 并确保花环的轴线倾斜在一个小角度 …