馥勒儀器教您如何測金屬的彈性模量

馥勒儀器專業(yè)提供中應(yīng)用的全系列材料力學(xué)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(yīng)力腐蝕試驗機、高溫疲勞試驗機、真空（充氣）高溫試驗系統(tǒng)等材料力學(xué)檢測試驗設(shè)備和解決方案，廣泛滿足航空航天、商品檢驗、質(zhì)量監(jiān)督、科研機構(gòu)、大專院校、企業(yè)事業(yè)等單位在材料試驗、結(jié)構(gòu)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(guān)鍵要點，結(jié)合其設(shè)備特性和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)整理而成： 

一、試驗準(zhǔn)備

1.設(shè)備選擇  

選擇適用于金屬材料的高低溫萬能試驗機（如FL4000、FL5000系列）或通用拉伸試驗機（如FL4202、FL4503等型號）。設(shè)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(shù)據(jù)準(zhǔn)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FULETEST或FL多軸測控系統(tǒng)，支持自動計算彈性模量（E值）。

2.試樣制備  

根據(jù)測試標(biāo)準(zhǔn)（如ASTM E8/E8M、ISO 68921或GB/T 228.1）加工金屬試樣，確保尺寸和形狀符合規(guī)范（如啞鈴形或圓柱形）。  

表面需平整無缺陷，避免應(yīng)力集中影響結(jié)果。

3.夾具安裝  

選擇金屬專用拉伸夾具，確保試樣夾持穩(wěn)固。若需高低溫環(huán)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(shù)設(shè)置

1.試驗條件設(shè)定  

加載速度：建議低速加載（如0.0015 mm/min），以準(zhǔn)確捕捉彈性階段的線性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系。  

采樣速率：設(shè)置為1500 Hz或更高，確保數(shù)據(jù)采集密度。  

環(huán)境溫度：若需非常溫測試，通過高低溫箱設(shè)定目標(biāo)溫度并穩(wěn)定至少30分鐘。

2.軟件配置  

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

選擇標(biāo)準(zhǔn)方法（如ASTM或GB），軟件將自動匹配計算參數(shù)。

三、試驗執(zhí)行與數(shù)據(jù)采集

1.加載與監(jiān)測  

啟動試驗機，緩慢施加軸向拉力，實時監(jiān)測應(yīng)力應(yīng)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(jìn)入塑性區(qū)。

2.關(guān)鍵數(shù)據(jù)記錄  

應(yīng)力范圍：通常取0.2%~80% FS（滿量程），具體根據(jù)材料特性調(diào)整。  

應(yīng)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(dá)0.008 mm。

四、結(jié)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(yīng)力應(yīng)變曲線的初始直線段斜率，自動輸出彈性模量（E值）。  

公式：\( E = \frac \)，其中σ為應(yīng)力，ε為應(yīng)變。

2.數(shù)據(jù)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(jié)果，確保重復(fù)性誤差≤±0.5%。

五、注意事項

1.設(shè)備校準(zhǔn)：定期按標(biāo)準(zhǔn)（如JJG 4752008）校準(zhǔn)測力傳感器和變形測量裝置。  

2.環(huán)境控制：高低溫測試時需待溫度穩(wěn)定后再加載，避免熱脹冷縮干擾數(shù)據(jù)。  

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(dǎo)致誤差。

六、擴展應(yīng)用  

多軸測試：若需研究復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)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(huán)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(zhǔn)測定金屬材料的彈性模量。如需進(jìn)一步了解設(shè)備參數(shù)或標(biāo)準(zhǔn)細(xì)節(jié)，可參考馥勒儀器的技術(shù)文檔或聯(lián)系其技術(shù)支持。