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碳素材料不僅可以做楊氏彈性模量性能測(cè)試，還可以做徑向拉伸強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、拉伸破壞、靜剛度、載荷強(qiáng)度、壓縮變形等性能試驗(yàn)。所選的設(shè)備我們常稱為：碳素材料專用試驗(yàn)機(jī)、碳素材料萬(wàn)能測(cè)試機(jī)、碳素材料靜剛度試驗(yàn)機(jī)。

碳素材料做楊氏彈性模量測(cè)試時(shí)對(duì)試樣的要求：

1、在試樣兩端和長(zhǎng)度的1/3和2/3處分別測(cè)量其直徑，按照直徑的四個(gè)測(cè)量值分別計(jì)算面積，然后計(jì)算面積的算術(shù)平均值A(chǔ)，計(jì)算結(jié)果精確至小數(shù)點(diǎn)后兩位數(shù)字。

2、沿圓柱體試樣的圓周每間隔90°測(cè)量其長(zhǎng)度，計(jì)算長(zhǎng)度四個(gè)測(cè)量值的算術(shù)平均值L，計(jì)算結(jié)果精確至小數(shù)點(diǎn)后兩位數(shù)字。

操作步驟：

1、將試樣放在受壓中心的位置上，穩(wěn)定均勻地施加壓力，加壓速度為1/3 mm/s。

2、首先進(jìn)行預(yù)壓，第一次增加壓力至10000N，去除切割時(shí)造成的毛刺(會(huì)影響彈性系數(shù)的測(cè)試結(jié)果)，然后卸載。

3、接著第二次增加壓力至30000N，在壓力在10000N～30000N之間時(shí)，進(jìn)行測(cè)量，然后卸載。在此期間，對(duì)應(yīng)每一個(gè)壓力P，試樣都有相對(duì)于原始長(zhǎng)度L的一個(gè)變形量△L，壓力P與變形量△L之間呈直線關(guān)系，如圖1所示。在壓力為10000N～30000N之間時(shí)，任取一個(gè)測(cè)量點(diǎn)t，測(cè)量該點(diǎn)試樣的所受的壓力Pt和變形量△Lt (即試樣的原始長(zhǎng)度L和壓縮后的長(zhǎng)度Lt之差)。

上述2次加壓壓力和楊氏模量的測(cè)量如圖2所示：

 

碳素材料彈性模量試驗(yàn)結(jié)果的計(jì)算：

根據(jù)第2次加壓測(cè)得的壓力Pt與試樣的變形量△Lt按公式（2）計(jì)算楊氏模量E：

 

式中：

E — 材料的楊氏模量，單位為吉帕(GPa)；

Pt — 測(cè)試開(kāi)始后，測(cè)量點(diǎn)t的壓力，單位為千牛（KN）；

L— 測(cè)試前試樣的初始長(zhǎng)度，單位為毫米（mm）；

A— 試樣的截面積，單位為平方毫米（mm2）；

△Lt— 測(cè)試開(kāi)始后，相應(yīng)于Pt 時(shí)的試樣初始長(zhǎng)度與測(cè)量點(diǎn)t的試樣長(zhǎng)度的差值，單位為毫米（mm）。 

計(jì)算結(jié)果修約至小數(shù)點(diǎn)后1位數(shù)字。

 

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