材料定数

ソース: ロベルト ・ レオン、ブラックスバーグ, バージニア バージニア工科大学土木環境工学科

車やトースター、同一のコピーの数百万を作ったが、豊富な試作が可能の生産と対照をなして各土木構造物はユニークで非常に高価 (図 1) を再現します。したがって、土木学会は広く分析モデリング構造を設計するために頼らなければなりません。これらのモデルは、現実の簡素化の抽象化は、特に強度や剛性に関連する性能基準に違反していないことを確認する使用されます。このタスクを実行するためにエンジニアは 2 つのコンポーネントを必要とする: (a) どの構造対応荷重、すなわち、力と変形の関連方法、(b) それらの理論の内で区別する定数の一連の理論のセット方法材料 (例えば鋼鉄とコンクリート) は、彼らの応答で異なります。

図 1: 世界貿易センター (ニューヨーク) 交通機関のハブです。

今日ほとんどの工学設計は力と構造物の変形を計算するのに線形弾性の原則を使用します。弾性論、応力と歪みの関係を記述するいくつかの材料定数が必要です。応力歪みがそのディメンションの元の大きさで割った力を受ける時の寸法の変化として定義されます単位面積あたりの強さとして定義されます。2 つこれらの定数の最も一般的なは、弾性係数 (E)、ストレスをひずみと縦ひずみの外側の比であるポアソン比 (ν) に関連します。この実験は力 (応力) を測定する建設材料研究室で使用される典型的な装置を導入して変形 (ひずみ)、それらを使用して E とν典型的なアルミ棒の測定と。

弾力性とポアソン比係数

それは学生が万能試験機の操作に必要な使用と安全性対策で訓練されている本想定されます。

1. 長方形のアルミを入手 (12 インチ x 1 インチの ¼ x); バーアルミニウム 6061 T6xxx または強くお勧めします。穴は、ロード開始点として機能する 1 つのビームの端から約 1 インチ掘削する必要があります。
2. ビームのビームの上面の穴の中心から約 8.0 インチの位置をマークします。ロゼットひずみゲージの位置合わせマークを描くし、梁の長手軸に小さい角度 (約 10 ° ~ 15 °) でロゼットの軸が傾いていることを確認してください。
3. 梁の底面の似たような場所をマークします。1 つの歪みゲージをここでインストールして梁の長手方向軸と揃えます。
4. バーの幅 (b) と厚さ (t) を注意深く測定ノギスを使用しています。寸法の平均的で良いを取得する 3 つの異なる場所に 3 つのレプリケートを

データをインポートするか、簡単な操作とグラフ作成用のスプレッドシートに転写されます。収集したデータを表 1 に示します。

梁の主軸を有するロゼットひずみゲージが揃っていないのでロゼットひずみ ε_{1, 2} (式 9)、 ε (式 10) 主ひずみ、表 2 に示されているデータの結果を計算するために上記の式に入力される必要があります。表...

この実験では、2 つの基礎的材料定数を測定した: 弾性係数 (E)、ポアソン比 (v)。この実験は、ロゼットひずみゲージを用いて実験室の設定でこれらの定数を測定する方法を示します。実験的に得られた値はそれぞれ 10,000 ksi の公開された値と 0.3 のとよく一致します。これらの値は、キーのエンジニア リング設計、弾性理論を適用することで、材料定数を取得するために使用されるも?...