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馥勒仪器教您如何测金属的弹性模量
阅读:179 发布时间:2025-5-30
馥勒仪器专业提供中应用的全系列材料力学试验机、高温万能材料试验机、高低温万能材料试验机、高温蠕变持久松弛试验机、高温应力腐蚀试验机、高温疲劳试验机、真空(充气)高温试验系统等材料力学检测试验设备和解决方案,广泛满足航空航天、商品检验、质量监督、科研机构、大专院校、企业事业等单位在材料试验、结构试验和成品试验方面的科研检测需求。 以下是使用馥勒仪器测试金属弹性模量的步骤及关键要点,结合其设备特性和技术标准整理而成:
一、试验准备
1. 设备选择
选择适用于金属材料的 高低温万能试验机 (如 FL4000 、 FL5000 系列)或通用拉伸试验机(如 FL4202 、 FL4503 等型号)。设备需满足以下条件:
测力精度: 0.5 级或更高(如 0.3 级),确保数据准确性。
传感器分辨率:至少 1/500000 FS ,以捕捉微小力值变化。
软件支持:配置 FULETEST 或 FL 多轴测控系统,支持自动计算弹性模量( E 值)。
2. 试样制备
根据测试标准(如 ASTM E8/E8M 、 ISO 68921 或 GB/T 228.1 )加工金属试样,确保尺寸和形状符合规范(如哑铃形或圆柱形)。
表面需平整无缺陷,避免应力集中影响结果。
3. 夹具安装
选择金属专用拉伸夹具,确保试样夹持稳固。若需高低温环境测试(如研究温度对弹性模量的影响),需配置高低温箱(如 70~350 ℃范围)。
二、参数设置
1. 试验条件设定
加载速度:建议低速加载(如 0.0015 mm/min ),以准确捕捉弹性阶段的线性应力应变关系。
采样速率:设置为 1500 Hz 或更高,确保数据采集密度。
环境温度:若需非常温测试,通过高低温箱设定目标温度并稳定至少 30 分钟。
2. 软件配置
在 FULETEST 软件中选择“弹性模量测试"模式,输入试样尺寸(如标距长度、横截面积)。
选择标准方法(如 ASTM 或 GB ),软件将自动匹配计算参数。
三、试验执行与数据采集
1. 加载与监测
启动试验机,缓慢施加轴向拉力,实时监测应力应变曲线。
确保试样处于纯弹性变形阶段(曲线线性部分),避免进入塑性区。
2. 关键数据记录
应力范围:通常取 0.2%~80% FS (满量程),具体根据材料特性调整。
应变测量:使用高精度引伸计(如非接触式视频引伸计)直接测量变形,分辨率需达 0.008 mm 。
四、结果计算与验证
1. 软件自动计算
FULETEST 软件通过线性回归分析应力应变曲线的初始直线段斜率,自动输出弹性模量( E 值)。
公式: \( E = \frac{\sigma}{\epsilon} \) ,其中σ为应力,ε为应变。
2. 数据验证
检查曲线线性度( R ²值接近 1 ),若偏差较大需重新测试。
对比多次试验结果,确保重复性误差 ≤± 0.5% 。
五、注意事项
1. 设备校准:定期按标准(如 JJG 4752008 )校准测力传感器和变形测量装置。
2. 环境控制:高低温测试时需待温度稳定后再加载,避免热胀冷缩干扰数据。
3. 试样对齐:确保试样轴线与加载方向一致,防止偏心加载导致误差。
六、扩展应用
多轴测试:若需研究复杂应力状态下的弹性行为,可选择 FL4000SZ 双轴向试验机,同时施加轴向和横向载荷。
高温 / 低温模量测试:搭配 70~350 ℃环境箱,分析温度对金属弹性性能的影响。
通过以上步骤,可精准测定金属材料的弹性模量。如需进一步了解设备参数或标准细节,可参考馥勒仪器的技术文档或联系其技术支持。