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“引伸計”在材料拉伸試驗中有什么作用

一、什么是引伸計?

引伸計是測量試件兩點間線變形的一種儀器。
引伸計一般由傳感器、放大器和記錄器三部分組成。試驗時,傳感器與試件測量段(亦稱“測量標距”)的兩端點“固定”,傳感器測得標距間的變形(伸長或縮短)并將其轉(zhuǎn)化為其他信號(如電信號、光信號),經(jīng)放大器放大并由記錄器采集,從而獲得數(shù)據(jù)。
引伸計包括機械式引伸計、光學引伸計、電子引伸計(圖1)等。目前土木工程試驗中較常用電子引伸計,如各類材料的拉伸試驗。而電子引伸計又可分為軸向引伸計、橫向引伸計和夾式引伸計。本文主要談談對軸向電子引伸計(測量試件沿加載方向的線變形)的一些理解,如圖1,其包括刀刃、標距桿、標距桿墊片、力臂等部件。

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1 軸向電子引伸計

二、為什么需要用引伸計?

目前多數(shù)試驗機都能記錄加載頭的位移,利用位移計也能測量試件的變形,這兩者相對于引伸計的安裝和使用都方便太多,所以剛開始做材料拉伸試驗時,我對試件上額外添加一個引伸計是疑惑的。
那么使用引伸計的意義是什么?
結合試驗來談一談會一點。當進行材料拉伸試驗時,試件所受荷載可以直接從試驗機獲得,記為F;試件的“受拉伸長量”也可以直接從試驗機獲得,記加載頭位移為d;那拉伸試驗的荷載-位移曲線不就已經(jīng)可以繪制了么?如果試件的截面積為A,原長為l,那σ=F/A、ε=d/l后拉伸試驗的應力-應變曲線也能得到。

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2 應力-應變曲線


好像有道理哈?別被我?guī)耍乙婚_始就是這么想的~然而用上述方法一算,木材約10000MPa的彈性模量(E=σ/ε),印象里我干出來就只有5000MPa左右???
所以引伸計的意義,就是更“精確”。試驗中,上述伸長量d的測量并非易事,它應當是小變形范圍內(nèi)材料本身的伸長。而實際夾具與試件間的滑移、夾持端的受力情況、端部效應(圣偉南原理)等均使得加載頭位移或位移計測量位移的結果非常不準確。而使用軸向引伸計,可以排除上述干擾,達到“精確”測量材料本身變形的目的。確實,改用引伸計的數(shù)據(jù),我的試驗結果變得合理...

三、引伸計使用方法

我們順便講講引伸計的使用方法,供伙伴們參考。
1)首先將引伸計接線到電腦主機(圖1所示引伸計接口為串行通信接口),接好后,控制試驗設備的軟件中便可設置“使用引伸計”,從而可獲得引伸計數(shù)據(jù);
2)將標距桿墊片卡在力臂和標距桿之間,壓緊兩力臂,使兩刀刃垂直接觸試樣;
3)用彈簧或橡皮筋將引伸計綁在試樣上,裝好后取出標距桿墊片,使力臂與標距桿之間保持大約0.5mm的間距,如圖3;采用彈簧或橡皮筋固定的目的是防止刀刃滑動,固定時也可在試件上做輕微的刻痕與刀刃卡住;

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                                         圖3 采用橡皮筋固定引伸計與試件[1]

4)調(diào)零引伸計;
5)進行試驗。
6)當材料變形達到屈服極限時,應迅速取下引伸計,否則試件崩斷時可能造成損壞。


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