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“引伸计”在材料拉伸试验中有什么作用

一、什么是引伸计?

引伸计是测量试件两点间线变形的一种仪器。
引伸计一般由传感器、放大器和记录器三部分组成。试验时,传感器与试件测量段(亦称“测量标距”)的两端点“固定”,传感器测得标距间的变形(伸长或缩短)并将其转化为其他信号(如电信号、光信号),经放大器放大并由记录器采集,从而获得数据。
引伸计包括机械式引伸计、光学引伸计、电子引伸计(图1)等。目前土木工程试验中较常用电子引伸计,如各类材料的拉伸试验。而电子引伸计又可分为轴向引伸计、横向引伸计和夹式引伸计。本文主要谈谈对轴向电子引伸计(测量试件沿加载方向的线变形)的一些理解,如图1,其包括刀刃标距杆标距杆垫片力臂等部件。

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1 轴向电子引伸计

二、为什么需要用引伸计?

目前多数试验机都能记录加载头的位移,利用位移计也能测量试件的变形,这两者相对于引伸计的安装和使用都方便太多,所以刚开始做材料拉伸试验时,我对试件上额外添加一个引伸计是疑惑的。
那么使用引伸计的意义是什么?
结合试验来谈一谈会一点。当进行材料拉伸试验时,试件所受荷载可以直接从试验机获得,记为F;试件的“受拉伸长量”也可以直接从试验机获得,记加载头位移为d;那拉伸试验的荷载-位移曲线不就已经可以绘制了么?如果试件的截面积为A,原长为l,那σ=F/Aε=d/l后拉伸试验的应力-应变曲线也能得到。

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2 应力-应变曲线


好像有道理哈?别被我带偏了,我一开始就是这么想的~然而用上述方法一算,木材约10000MPa的弹性模量(E=σ/ε),印象里我干出来就只有5000MPa左右???
所以引伸计的意义,就是更“精确”。试验中,上述伸长量d的测量并非易事,它应当是小变形范围内材料本身的伸长。而实际夹具与试件间的滑移、夹持端的受力情况、端部效应(圣伟南原理)等均使得加载头位移或位移计测量位移的结果非常不准确。而使用轴向引伸计,可以排除上述干扰,达到“精确”测量材料本身变形的目的。确实,改用引伸计的数据,我的试验结果变得合理...

三、引伸计使用方法

我们顺便讲讲引伸计的使用方法,供伙伴们参考。
1)首先将引伸计接线到电脑主机(图1所示引伸计接口为串行通信接口),接好后,控制试验设备的软件中便可设置“使用引伸计”,从而可获得引伸计数据;
2)将标距杆垫片卡在力臂和标距杆之间,压紧两力臂,使两刀刃垂直接触试样
3)用弹簧或橡皮筋将引伸计绑在试样上,装好后取出标距杆垫片,使力臂与标距杆之间保持大约0.5mm的间距,如图3;采用弹簧或橡皮筋固定的目的是防止刀刃滑动,固定时也可在试件上做轻微的刻痕与刀刃卡住

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                                         图3 采用橡皮筋固定引伸计与试件[1]

4)调零引伸计;
5)进行试验。
6)当材料变形达到屈服极限时,应迅速取下引伸计,否则试件崩断时可能造成损坏。


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