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技術文章

馥勒儀器教您如何測金屬的彈性模量

閱讀:146          發布時間:2025-5-30


 

馥勒儀器專業提供中應用的全系列材料力學試驗機、高溫萬能材料試驗機、高低溫萬能材料試驗機、高溫蠕變持久松弛試驗機、高溫應力腐蝕試驗機、高溫疲勞試驗機、真空(充氣)高溫試驗系統等材料力學檢測試驗設備和解決方案,廣泛滿足航空航天、商品檢驗、質量監督、科研機構、大專院校、企業事業等單位在材料試驗、結構試驗和成品試驗方面的科研檢測需求。以下是使用馥勒儀器測試金屬彈性模量的步驟及關鍵要點,結合其設備特性和技術標準整理而成: 

 

一、試驗準備

1.設備選擇  

選擇適用于金屬材料的高低溫萬能試驗機(如FL4000FL5000系列)或通用拉伸試驗機(如FL4202FL4503等型號)。設備需滿足以下條件:  

測力精度:0.5級或更高(如0.3級),確保數據準確性。  

傳感器分辨率:至少1/500000 FS,以捕捉微小力值變化。  

軟件支持:配置FULETESTFL多軸測控系統,支持自動計算彈性模量(E值)。

2.試樣制備  

根據測試標準(如ASTM E8/E8MISO 68921GB/T 228.1)加工金屬試樣,確保尺寸和形狀符合規范(如啞鈴形或圓柱形)。  

表面需平整無缺陷,避免應力集中影響結果。

3.夾具安裝  

選擇金屬專用拉伸夾具,確保試樣夾持穩固。若需高低溫環境測試(如研究溫度對彈性模量的影響),需配置高低溫箱(如70~350℃范圍)。

 

二、參數設置

1.試驗條件設定  

加載速度:建議低速加載(如0.0015 mm/min),以準確捕捉彈性階段的線性應力應變關系。  

采樣速率:設置為1500 Hz或更高,確保數據采集密度。  

環境溫度:若需非常溫測試,通過高低溫箱設定目標溫度并穩定至少30分鐘。

2.軟件配置  

FULETEST軟件中選擇“彈性模量測試"模式,輸入試樣尺寸(如標距長度、橫截面積)。  

選擇標準方法(如ASTMGB),軟件將自動匹配計算參數。

 

三、試驗執行與數據采集

1.加載與監測  

啟動試驗機,緩慢施加軸向拉力,實時監測應力應變曲線。  

確保試樣處于純彈性變形階段(曲線線性部分),避免進入塑性區。

2.關鍵數據記錄  

應力范圍:通常取0.2%~80% FS(滿量程),具體根據材料特性調整。  

應變測量:使用高精度引伸計(如非接觸式視頻引伸計)直接測量變形,分辨率需達0.008 mm

 

四、結果計算與驗證

1.軟件自動計算  

FULETEST軟件通過線性回歸分析應力應變曲線的初始直線段斜率,自動輸出彈性模量(E值)。  

公式:\( E = \frac{\sigma}{\epsilon} \),其中σ為應力,ε為應變。

2.數據驗證  

檢查曲線線性度(R2值接近1),若偏差較大需重新測試。  

對比多次試驗結果,確保重復性誤差≤±0.5%

 

五、注意事項

1.設備校準:定期按標準(如JJG 4752008)校準測力傳感器和變形測量裝置。  

2.環境控制:高低溫測試時需待溫度穩定后再加載,避免熱脹冷縮干擾數據。  

3.試樣對齊:確保試樣軸線與加載方向一致,防止偏心加載導致誤差。

 

六、擴展應用  

多軸測試:若需研究復雜應力狀態下的彈性行為,可選擇FL4000SZ雙軸向試驗機,同時施加軸向和橫向載荷。  

高溫/低溫模量測試:搭配70~350℃環境箱,分析溫度對金屬彈性性能的影響。

通過以上步驟,可精準測定金屬材料的彈性模量。如需進一步了解設備參數或標準細節,可參考馥勒儀器的技術文檔或聯系其技術支持。

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