Materialkonstanten
Überblick
Quelle: Roberto Leon, Department of Civil and Environmental Engineering, Virginia Tech, Blacksburg, VA
Im Gegensatz zu der Produktion von Autos oder Toaster, wo Millionen identischer Kopien gemacht und umfangreiche Prototyp testen ist möglich, ist jeder hoch-und Tiefbau-Struktur einzigartig und sehr teuer (Abb. 1) zu reproduzieren. Daher müssen Bauingenieure ausgiebig auf analytische Modellierung, ihre Strukturen zu entwerfen verlassen. Diese Modelle sind vereinfachte Abstraktionen der Realität und dienen zur Überprüfung, dass die Leistungskriterien, insbesondere in Bezug auf Festigkeit und Steifigkeit, nicht verletzt werden. Um diese Aufgabe zu erfüllen, benötigen Ingenieure zwei Komponenten: (a) eine Reihe von Theorien, die machen Strukturen Lasten, d.h. die Reaktion auf, wie die Kräfte und Verformungen zusammenhängen und (b) eine Reihe von Konstanten, die innerhalb dieser Theorien zu unterscheiden wie Materialien (z.B. Stahl und Beton) unterscheiden sich in ihrer Antwort.
Abbildung 1: World Trade Center (NYC) Verkehrsknotenpunkt.
Die meisten Konstruktion verwendet heute lineare elastischen Prinzipien, um Kräfte und Verformungen in Strukturen zu berechnen. In der Theorie der Elastizität sind mehrere Materialkonstanten musste das Verhältnis zwischen Spannung und Dehnung zu beschreiben. Stress wird definiert als Kraft pro Flächeneinheit, während Belastung als die Veränderung der Dimension definiert ist bei einer Krafteinwirkung, geteilt durch die ursprüngliche Größe der Dimension Umkippen. Die beiden am häufigsten dieser Konstanten sind der Elastizitätsmodul (E), bezieht sich die Belastung auf die Belastung und Poisson Verhältnis (ν), die das Verhältnis der seitlichen längs belastet ist. Dieses Experiment wird die typische Ausrüstung in einem Bau-Materialien-Labor zur Messung der Kraft (oder Stress) einführen und Verformung (oder Belastung), und verwenden sie zum Messen von E und ν einer typischen Aluminium-Bar.
Verfahren
E-Modul Elastizität und Poisson Verhältnis
Es wird hierin auszugehen, dass Studenten in der Nutzung und Sicherheitsvorkehrungen erforderlich, um eine universelle Prüfmaschine betreiben ausgebildet wurden.
- Erhalten eine rechteckigen Aluminium bar (12 Zoll x 1 Zoll x ¼ in.); ein Aluminium 6061 T6xxx oder stärker wird empfohlen. Ein Loch gebohrt ca. 1 Zoll von einem Balkenende als eine Ladestelle dienen.
- Markieren Sie eine Position auf dem Balken et
Ergebnisse
Die Daten sollten importiert oder transkribiert in eine Tabellenkalkulation für einfache Handhabung und grafisch darzustellen. Die erhobenen Daten ist in Tabelle 1 dargestellt.
Weil die Rosette DMS nicht mit den Hauptachsen des Strahls ausgerichtet ist, müssen die Rosette Stämme in die Gleichungen für ε1,2 (GL. 9) und ε (GL. 10) oben hauptdehnungen, wodurch die Daten in Tabelle 2 dargestellte Berechnung eingegeben werden. Die Tabelle zeigt...
Anwendung und Zusammenfassung
In diesem Experiment wurden zwei wesentliche Materialkonstanten gemessen: der Modul von Elastizität (E) und Poisson Verhältnis (V). Dieses Experiment zeigt, wie diese Konstanten in einer Laborumgebung mit Rosette DMS zu messen. Die experimentell ermittelten Werte entsprechen gut mit den veröffentlichten Werten von 10.000 Ksi und 0,3, beziehungsweise. Diese Werte sind der Schlüssel bei der Anwendung der Theorie der Elastizität für Konstruktion, und diese experimentelle Technik beschriebenen sind typisch fü...
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