GB-8653-1988.pdf
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1、中华 人 民共 和 国 国 家 标 准 U D C 6 6 9 : 5 3 9 . 3 2 金属杨氏模量、 弦线模量、 切线模量 和泊松比试验方法( 静态法) GB 8 6 5 3一8 8 M e t a l l i c c hor d m a t e r i a l s - D e t e r m i n a t i o n o f Y o u n g s m o d u l u s , m o d u l u s , t a n g e n t m o d u l u s a n d P o i s s o n s r a t i o ( s t a t i c a l me t h o
2、d ) 本标准适用于室温下用静态法测定金属材料弹性状态的杨氏模量、 弦线模量、 切线模量和泊松比。 原理 试样施加轴向力, 在其弹性范围内测定相应的轴向变形和横向变形, 以便测定本标准所定义的 一 项 或几项力学性能 注:轴向力: 沿试样纵轴方向施加的拉仲力和压缩力 轴向变形 在平面内平行于试样纵轴方向线长度的伸长和缩短。 横向变形: 在平面内垂直于试样纵轴方向线长度的缩短和伸长. 2 定义 2 . 1 试样平行长度( L) :试样两头部或两夹持部分( 不带头试样) 之间的平行长度 2 . 2 试样原始标距( 乙 。 ) :在试样上用以测量试样长度变化的两标记间原始长度 2 . 3 引伸计标距
3、:用引伸计测量试样变形时所使用试样部分的长度( 此长度一般不应大于试样原始 标距 1 o , 但不小于试样直径d 。 或宽度b , ) 。 2 . 3 . 1 轴向引伸计标距( L ) :测量试样轴向变形的引伸计标距 2 . 3 . 2 横向引伸计标距( L e , ) 测量试样横向变形的引伸计标距。 2 . 4 应力( 标称应力) ( 。 ) :试验时轴向力除以试样原始横截面积的商。 2 . 5 应变( 标称线应变) : 试样在轴向力下其原始线性尺寸单位长度的变化。 2 . 5 . 1 轴向应变( r ) :在平面内平行于试样纵轴方向的线应变。 2 . 5 . 2 横向应变( ; ) :在平
4、面内垂直于试样纵轴方向的线应变。 2 . 6 杨氏模量( E) :轴向应力与轴向应变成线性比例关系范围内的轴向应力与轴向应变之比。 有许多金属材料, 其拉伸杨氏模量与压缩杨氏模量有差别, 应注意区分。 2 . 6 . 1 拉伸杨氏模量( E , ) :轴向拉伸应力与轴向拉伸应变成线性比例关系范围内的轴向拉伸应力 与 轴向拉伸应变之比 2 . 6 . 2 压缩杨氏模量( E a ) :轴向压缩应力与轴向压缩应变成线性比例关系范围内的轴向压缩应力 与轴向压缩应变之比 2 . 了 弦线模量 0 . 5 2 . 0 2 . 0 - - 1 0 . 0 1 0 . 0 0 . 0 0 1 0 . 0 0
5、 2 0 . 01 0 . 0 5 54 测量试样尺寸的量具应由计量部门定期检定 6 试验设备 6 1 试验机 6 . 1 . 1 各种类型的试验机均可使用, 其误差应符合或优于J J G 1 3 9 - - 8 3 拉力、 压力和万能材料试 验机检定规程 或J J G 1 5 7 - 8 3 小负荷材料试验机检定规程 的 1 级试验机要求 6 . 1 . 2 试验机应各有调速指示装置, 能在本标准规定的速度范围内灵活调节 6 . 1 . 3 试验机应具有记录或显示装置, 满足本标准测定力学性能的要求。 6 . 1 . 4 压缩试验用的试验机, 除了要满足 6 . 1 . 1 - 6 . 1
6、. 3 条要求外, 其他附助装置, 例如调平台、 力的 导向装置和约束装置等的要求, 按G B 7 3 1 4 一8 7中第 3 章“ 试验设备” 的规定 6 . 2 引伸计 6 . 21 引伸计( 包括记录器或指示器) 应进行标定, 标定时的工作状态应尽可能与试验时的工作状态 相同引伸计的标定与分级方法应按G B 2 2 8 - - - 8 7 金属拉伸试验方法 附录A进行计算的标定系 数保留4位有效数字. 洲 一 算的应变示值误差保留两位有效数字 GB 8 6 5 3 一 8 8 6 . 2 . 2 经标定的引伸计, 在日常试验前应注意检查, 当发现异常, 应重新进行标定。 6 . 2 .
7、 3 用于测定杨氏模量、 弦线模量、 切线模量的轴向引伸计和用于测定泊松比的横向引伸计均应 不低于B级。仲裁试验应达A级。横向引伸计的标定系数为轴向引伸计标定系数的巧-场之间为宜。 6 . 2 . 4 测量试样轴向变形时, 推荐使用能测量试样相对两侧平均变形的均值引伸计 6 . 2 . 5 测量试样横向变形时, 横向引伸计应装卡在试样标距范围内的直径( 宽度) 上。以此处的直径 ( 宽度) 尺寸作为横向引伸计标距。 7 试验条件 7 . 1 试验速度: 为了避免发生绝热膨胀或绝热收缩的影响, 并能够准确测定轴向力和相应的变形, 试 验速度不应过高, 但为了避免蠕变影响, 速度不应太低, 一般对
8、于拉伸试验, 弹性应力增加速率应在1 - 2 0 N / m m “ s 范围内; 对于压缩试验, 弹性应力增加速率应在 1 一1 0 N / m m “ s - 范围内, 速度应尽可能 保持恒定。 7 . 2 力的同轴度: 试验机和夹持装置应能使试样承受轴向力, 在初轴向力与终轴向力之间, 在试样相 对两侧侧定的应变增量与其平均值之差不应大于3 %. 7 . 2 . 1 两头部带承载销孔的薄板矩形拉伸试样, 销孔中心与标距部分宽度中心线的偏离满足4 . 1 . 5 条要求时, 则可达到7 . 2 条规定的力的同轴度要求。 7 . 2 . 2 压缩试验, 使用G B 7 3 1 4 - 8 7
9、 中规定的调平台和力的导向装置以及约束装置, 则可达到7 . 2 条规定的力的同轴度要求。 7 . 3 压缩试验的其他试验条件均按G B 7 3 1 4 - 8 7 执行. 7 . 4 试验应在室温( 1 0 一3 5 ) 下进行。 8 性能测定 8 1 杨氏模量的测定 8 . 1 . 1 图解法: 试验时, 用自动记录方法绘制轴向力一 轴向变形曲线, 见图I .绘制曲线时, 力轴比 例的选择应使轴向力一 轴向变形曲线的弹性直线段的高度超过力轴量程的7 5 以上。变形放大倍数的选 择应使轴向力一 轴向变形曲线的弹性直线段与力轴的夹角不小于4 0 。 为宜。在记录的轴向力一 轴向变 形曲线上,
10、确定弹性直线段, 在该直线段上读取相距尽量远的A , B 两点之间的轴向力增量和相应的轴 向变形增量, 按公式( 3 ) 计算杨氏模量。 : 一 ( S o )/ ( L 注、 可以借助 于直尺将弹 性直线段延长, 在相距 较远的两点之间读取轴向力增量和相应的 轴向 变形增量. G B 8 8 5 3 一 8 8 : 图 1 8 . 1 . 2拟合法: 试验时, 在弹性范围内记录轴向力和与其相应的轴向变形的一组数字数据对。数据 对的数目一般不少于 8 对。 为杨氏模量, 按公式( 4 计算 用最小二乘法将数据对拟合轴向应力一 轴向应变直线, 拟合直线的斜率即 E _ E ( s ,rr ) 一
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