專利名稱：拉壓模量不一致薄板的拉壓彈性模量的測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種拉壓模量不一致薄板的拉壓彈性模量的測量方法，屬于測試技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
實(shí)際工程中許多材料都在不同程度上表現(xiàn)出拉、壓不同的彈性性質(zhì)，如陶瓷、玻璃鋼、塑料、鋼筋混凝土、石墨、粉末冶金材料、聚合材料及纖維增強(qiáng)復(fù)合材料等。它們的抗拉強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度不僅相差較大，拉、壓彈性模量也是不同的。隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展，對材料力學(xué)性質(zhì)的研究提出了更高的要求，研制新型的材料以及挖掘材料自身特性的潛力，已成為新的研究趨向。纖維增強(qiáng)復(fù)合材料其力學(xué)性質(zhì)與材料基體、增強(qiáng)纖維的力學(xué)性能、纖維鋪層、生產(chǎn)工藝等因素密切相關(guān)，只有對取自纖維增強(qiáng)復(fù)合材料構(gòu)件的試件進(jìn)行檢測，才能準(zhǔn)確地測得纖維增強(qiáng)復(fù)合材料構(gòu)件的力學(xué)性能。拉伸彈性模量可以很容易地通過拉伸試驗(yàn)測得，但由于纖維增強(qiáng)復(fù)合薄板都比較薄，一般的壓縮試驗(yàn)在很小的載荷作用下就會引起試件的屈曲，很難測試其壓縮彈性模量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種拉壓模量不一致薄板的拉壓彈性模量的測量方法，其技術(shù)方案為一種拉壓模量不一致薄板的拉壓彈性模量的測量方法，其特征在于步驟依次為I)將拉壓模量不一致薄板做成長寬比為10:1的試件，兩端簡支，在試件上施加對稱橫向集中載荷，形成四點(diǎn)彎曲結(jié)構(gòu)，使試件中部處于純彎曲應(yīng)力狀態(tài)；2)在試件中點(diǎn)的上下表面分別貼上電阻應(yīng)變片，通過應(yīng)變儀測得試件上下表面的應(yīng)變；3)根據(jù)純彎曲狀態(tài)梁的平面假設(shè)，推導(dǎo)出拉壓彈性模量與純彎曲梁上下表面應(yīng)變、彎矩以及板厚的解析表達(dá)式；4)將電阻應(yīng)變片測得的試件中點(diǎn)的上、下表面應(yīng)變數(shù)據(jù)，代入步驟3)導(dǎo)出的解析公式，計(jì)算出試件的拉壓彈性模量。為實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的，所述的一種應(yīng)用純彎曲試驗(yàn)測量拉壓模量不一致薄板拉壓彈性模量的方法，在步驟3)中，從純彎曲狀態(tài)梁中取一長為dx的微段，微段兩端截面間的相對轉(zhuǎn)角為d Θ，中性層曲面半徑為P，則在截面上距坐標(biāo)為y的任一點(diǎn)的正應(yīng)變ε χ為
權(quán)利要求
1.一種拉壓模量不一致薄板的拉壓彈性模量的測量方法，其特征在于步驟依次為1)將拉壓模量不一致薄板做成長寬比為10:1的試件(2)，兩端簡支，在試件(2)上施加對稱橫向集中載荷，形成四點(diǎn)彎曲結(jié)構(gòu)，使試件(2)中部處于純彎曲應(yīng)力狀態(tài)；2)在試件(2)中點(diǎn)的上下表面分別貼上電阻應(yīng)變片(3)，通過應(yīng)變儀(4)測得試件(2)上下表面的應(yīng)變；3)根據(jù)純彎曲狀態(tài)梁的平面假設(shè)，推導(dǎo)出拉壓彈性模量與純彎曲梁上下表面應(yīng)變、彎矩以及板厚的解析表達(dá)式；4)將電阻應(yīng)變片(3)測得的試件(2)中點(diǎn)的上、下表面應(yīng)變數(shù)據(jù)，代入步驟3)導(dǎo)出的解析公式，計(jì)算出試件(2)的拉壓彈性模量。
2.如權(quán)利要求I所述的一種拉壓模量不一致薄板的拉壓彈性模量的測量方法，其特征在于在步驟3)中，從純彎曲狀態(tài)梁中取一長為dx的微段，微段兩端截面間的相對轉(zhuǎn)角為d Θ，中性層曲面半徑為P，則在截面上距坐標(biāo)為y的任一點(diǎn)的正應(yīng)變ε χ為
3.如權(quán)利要求I所述的一種拉壓模量不一致薄板的拉壓彈性模量的測量方法，其特征在于在步驟4)中，試件(2)寬度b、試件(2)高度h都是已知的確定量，待試件(2)兩端簡支之間的長度Ιο、橫向?qū)ΨQ載荷P以及橫向載荷作用點(diǎn)位置I1確定后，試件(2)中點(diǎn)的截面彎矩M=PXl1也是已知量，在測得試件(2)中點(diǎn)的上下表面應(yīng)變的基礎(chǔ)上，即可根據(jù)導(dǎo)出的解析公式(11)計(jì)算出試件(2)的拉壓彈性模量。
全文摘要
本發(fā)明提供一種拉壓模量不一致薄板的拉壓彈性模量的測量方法，特征是將拉壓模量不一致薄板做成長寬比為10:1的試件，兩端簡支，在試件上施加對稱橫向集中載荷，形成四點(diǎn)彎曲結(jié)構(gòu)，使試件中部處于純彎曲應(yīng)力狀態(tài)；在試件中點(diǎn)的上下表面貼上電阻應(yīng)變片，通過電阻應(yīng)變儀測得試件上下表面的應(yīng)變；根據(jù)純彎曲狀態(tài)梁的平面假設(shè)，推導(dǎo)出拉壓彈性模量與純彎曲梁上下表面應(yīng)變、彎矩以及板厚的解析表達(dá)式，在測得試件中點(diǎn)的上下表面應(yīng)變的基礎(chǔ)上，即可根據(jù)導(dǎo)出的解析公式計(jì)算出試件的拉壓彈性模量。該方法通過一次試驗(yàn)即可測量出拉壓模量不一致薄板的拉壓彈性模量，具有方法簡單、容易實(shí)現(xiàn)、測量精度高的特點(diǎn)。
文檔編號G01N3/20GK102901673SQ201210384378
公開日2013年1月30日 申請日期2012年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月11日
發(fā)明者柴山, 焦學(xué)健, 剛憲約 申請人:山東理工大學(xué)