材料拉伸试验-材料力学网络课程.PPT

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材料拉伸试验-材料力学网络课程

光弹性材料条纹值的测定实验 郑州大学力学实验中心 光弹性材料条纹值的测定试验 本试验用光弹性方法测定光弹性材料条纹值,通过试验可使学生掌握环氧树脂模型材料条纹值的试验测定方法,为光弹性法的应力分析提供必要的性能指标。通过本试验也使学生对光弹性试验方法原理和设备有所了解。 一 、试验目的 1.熟悉光弹性仪的光学元件及光场布置,了解光弹性试验基本原理,认识等差线、等倾线及其参数确定方法; 2.用圆盘试样测定环氧树脂模型材料的应力条纹值,掌握条纹值的试验及计算方法。 二、 试验设备 1.光弹性仪 2.圆盘标准试样 3.游标卡尺及钢尺 三 、试验原理 光弹性试验是利用某些透明材料(如环氧树脂或聚碳酸脂等)的暂时双折射效应进行应力分析的方法,它将实际构件根据相似定律设计制作成物理相似模型,利用偏振光通过此模型时所产生的光效应来测定模型中的应力状态,并按相似关系换算到实际构件应力。电测法只能测定构件表面离散点的应力状态,而光弹性实验能获得构件应力的全场信息。光弹性实验的主要设备为偏光弹性仪。 一、模型在正交平面偏振场中的光效应 偏光弹性仪有一些光学元件组成。若由光源L、起偏镜P和检偏镜A构成光场,称为平面偏振场。若P与A的偏振轴相互垂直,称为正交平面偏振场;而若P与A的偏振轴相互平行,称为平行平面偏振场。 在正交平面偏振场中放置平面应力模型,经过起偏镜P形成的平面偏振光E在进入模型时将沿主应力方向分解成互相垂直的偏振分量,由于两方向主应力不同导致光的传播速度不同,两偏振分量在出射模型时会产生光程差δ(δ与主应力差σ1-σ2成正比)。光在透过检偏镜A时,又被合成为平面偏振光E’,可以推导其光强为 (11-1) 由该式可得到两个消光条件:1.当α=0°或90°,I=0;2.当δ=nλ(n=0,1,2…),I=0。于是,在平面偏振场下可得到两种不同的试验资料— 等倾线与等差线,等倾线与等差线同时出现,看到的是混合条纹。但在同步旋转起偏镜与检偏镜时,等倾线会移动,而等差线无变化。 。 材料有明显屈服点,塑性变形很大,在达到最大力时发生局部收缩变形,然后断裂,断口附近呈流线型,断口呈凸凹状。 图1低碳钢试样的拉伸曲线及破坏形式 材料无屈服现象,没有明显塑性变形,在达到最大力时,沿横截面脆性断裂。 图2铸铁试样的拉伸曲线及破坏形式 。 四、 实验步骤 1.用划线机在试样上划出原始标距; 2.测量试样尺寸; 3.开机操作 (1)所有电源线接入插座,开通总电源。主机或控制器红色按钮为拔出状态。 (2)打开DOLI控制器电源,待面板显示“PC CONTROL”后,再打开主机电源开关,开启计算机与显示器。WDW-600D型试验机还要接通油泵电源。 4.试验操作 (1)双击计算机桌面上的“华龙测试”网络版软件图标,注册登录。 (2)按菜单“教学试验”或“科研试验”进入相应管理界面。 (3)进入管理界面后,输入由管理员分配的试验编号、按“调入试验”调入相应试验、按“添加试验小组成员”逐一添加成员。 ? (4)按“启动试验程序”,进入试验操作界面。 (5)进行试样参数设置;科研用机还要进行报告参数设置、测试参数设置、设置选项等试验设置,选择适宜参数;WDW-100D试验机为双测力传感器,还要选择测力传感器。 (6)设置完毕,按试验程序界面右下角的“启动”按钮,启动试验机主机,用手动操作盒调节活动平台高度到适当位置后,安装试样。手动夹具通过手动加紧试样;液压夹具需先按主机底座右侧的“启动油泵”,使油泵工作,通过“松”、“紧”按钮调节夹具与加紧试样。 (7)试样装好后,安装引伸计。然后将“载荷示值”与“变形示值”调零。 (8)调零后,按“开始测试”自动完成测试。测试完毕自动显示结果。注意:任何时候出现问题,立即按下主机或控制器红色按钮,或程序界面的“停车”可紧急停车!任何时候当试验机自动保护或外部限位保护其作用时,说明试验操作超出允许范围,请不要随意动手,联系管理人员分析解决! (9)按“试样参数”补充修改人工测量的相关参数,完善主要实验结果。 (10)按“写远程数据库”将主要结果上传到服务器专用数据库。 (11)关闭试验界面,回到管理界面,教学试验需录入评分项数据,科研试验无此要求。 (12)录入完毕,按“完成试验”结束试验,之后在程序界面左下角按“调入历史记录”可浏览试验评分结果,最后关闭“华龙测试”程序。 5.关机操作 关机时先关闭主机、计算机和显示器电源,最后关闭DOLI控制器。 五、实验结果处理 根据试验测得的下屈服力最大力,断面标距和断口截面积计算屈服点抗拉强度 断后伸长率和断面收缩率

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