馥勒儀器教您如何測(cè)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(yàn)機(jī)、高溫萬能材料試驗(yàn)機(jī)、高低溫萬能材料試驗(yàn)機(jī)、高溫蠕變持久松弛試驗(yàn)機(jī)、高溫應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)機(jī)、高溫疲勞試驗(yàn)機(jī)、真空（充氣）高溫試驗(yàn)系統(tǒng)等材料力學(xué)檢測(cè)試驗(yàn)設(shè)備和解決方案，廣泛滿足航空航天、商品檢驗(yàn)、質(zhì)量監(jiān)督、科研機(jī)構(gòu)、大專院校、企業(yè)事業(yè)等單位在材料試驗(yàn)、結(jié)構(gòu)試驗(yàn)和成品試驗(yàn)方面的科研檢測(cè)需求。以下是使用馥勒儀器測(cè)試金屬彈性模量的步驟及關(guān)鍵要點(diǎn)，結(jié)合其設(shè)備特性和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)整理而成： 

一、試驗(yàn)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(yàn)機(jī)（如FL4000、FL5000系列）或通用拉伸試驗(yàn)機(jī)（如FL4202、FL4503等型號(hào)）。設(shè)備需滿足以下條件：  

測(cè)力精度：0.5級(jí)或更高（如0.3級(jí)），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(cè)控系統(tǒng)，支持自動(dòng)計(jì)算彈性模量（E值）。

2.試樣制備  

根據(jù)測(cè)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(cè)試（如研究溫度對(duì)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(yàn)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(cè)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(cè)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(dòng)匹配計(jì)算參數(shù)。

三、試驗(yàn)執(zhí)行與數(shù)據(jù)采集

1.加載與監(jiān)測(cè)  

啟動(dòng)試驗(yàn)機(jī)，緩慢施加軸向拉力，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(cè)量：使用高精度引伸計(jì)（如非接觸式視頻引伸計(jì)）直接測(cè)量變形，分辨率需達(dá)0.008 mm。

四、結(jié)果計(jì)算與驗(yàn)證

1.軟件自動(dòng)計(jì)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(dòng)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(yàn)證  

檢查曲線線性度（R2值接近1），若偏差較大需重新測(cè)試。  

對(duì)比多次試驗(yàn)結(jié)果，確保重復(fù)性誤差≤±0.5%。

五、注意事項(xiàng)

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

2.環(huán)境控制：高低溫測(cè)試時(shí)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(duì)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(kuò)展應(yīng)用  

多軸測(cè)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(yàn)機(jī)，同時(shí)施加軸向和橫向載荷。  

高溫/低溫模量測(cè)試：搭配70~350℃環(huán)境箱，分析溫度對(duì)金屬彈性性能的影響。

通過以上步驟，可精準(zhǔn)測(cè)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。