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1、精选优质文档-倾情为你奉上泊松比的测试方法总结泊松比：在材料的比例极限内，由均匀分布的纵向应力所引起的横向应变与相应的纵向应变之比的绝对值。只要材料的受力保持在弹性范围内，则此值为常量。从微观的角度来讲，对于金属、玻璃等材料泊松效应是由于在拉力作用下，分子内化学键在一个方向被拉伸时，在其他方向在发生收缩，分子间发生相对移动而引起的。但纸张在拉伸时，除了纤维本身发生变形外，纤维间也会发生相对移动，引起纸页结构的改变，这两方面因素共同决定纸张的泊松比。泊松比测试方法：一、机械方法1. 金属材料泊松比的测试方法（GB/T 22315-2008）测试原理：对试样施加轴向力，在其弹性范围内测定相应的轴向
2、变形和横向变形，然后计算其泊松比。试验时通过横向和纵向引伸计自动记录方法绘制横向-纵向应变曲线，得到材料的泊松比。引伸计法常温下操作简单方便位移测量直观，但是引伸计自重和夹持力较大会引起软质试样的附加变形，该方法只适用于硬质试件。而纸张通常都比较薄，受力比较敏感，借助夹具将引伸计固定在纸张上测量其横向应变必然会造成很大的误差，该方法并不适合纸张泊松比的测定。2. 电测法测试原理：（1）应变片测试原理电测法是工程上常用的对实际构件进行应力分析实验的方法之一。它是通过贴在构件被测点处的电阻应变片(以下简称应变片)，将被测点的应变值转换为应变片的电阻变化，再利用电阻应变仪测出应变片的电阻变量，并直接
3、转换输出应变值，然后依据虎克定律计算出构件被测点的应力值的大小。在电测法中，主要设备是电阻应变片和电阻应变仪。其中，电阻应变片是将应变变化量转变成电阻变化量的转换组件。应变电测试具有感受元件重量轻，体积小；测量系统信号传递迅速、灵敏度高、可遥感，便于与计算机连用及实现自动化等优点。它的工作原理很简单，是依据金属丝的电阻R 与其本身长度L 成正比，与其横截面积A成反比这一物理学定律而得，用公式表示其电阻即为：R=LA（为电阻系数）当电阻丝受到轴向拉伸或压缩时，上式中的L、A、p均将发生变化。若此时对上式两端同取对数，即有：对其进行数学求导，有：因为金属电阻线受轴向拉伸(或压缩)作用时，式中：所以
4、上式可写成：并令式中：-电阻丝材料的泊松比 K0单丝灵敏系数。则：对大多数电阻丝而言，K0为常量，对丝栅状应变片或箔式应变片，考虑到已不是单根丝，故改用灵敏系数K代替代。可见，应变片的电阻变化率与应变值呈线性关系。当把应变片牢固粘贴于试件上，使之与试同步变形时，便可由式中的电量非电量转换关系调得试件的应变。（2）惠斯登路桥应用（1）1/4桥 温度补偿片(R2)图1 惠斯登电桥（2）半桥（3）全桥实验原理:实验装置见图1-1，它由手轮（施加力）、试件、支承框架、拉压力传感器等组成。材料在弹性阶段服从虎克定律，其关系为，若已知载荷P及试件横截面面积A，只要测得试件表面轴向应变p就可得， 若同时测得
5、试件表面横向应变p ，则 。图3 实验装置1.手轮（施加力）；2.试件；3. 支承框架；4.拉压力传感器E、u测定试件见图1-2，是由铝合金（或钢等材料）加工成的板试件，在试件中间的两个面上，沿试件的轴线方向和横向共粘贴四片应变片，分别为R1、R2、R1、R2，采用1/4桥接线法。由轴向应变测量桥和横向应变测量桥可分别测得p 和p，也就可计算得到弹性模量E和泊松比u。图1-2 试件、应变片布置图及桥路布置图在接触式测量材料泊松比的方法中，相比较而言，该方法最适合纸张泊松比的测试，纤维增强塑料的泊松比（GB/T 3354-1999）也是用这种方法测试。但测试时需要用胶水将应变片粘到纸张，胶水会对
6、实验结果造成一定的影响，测量的准确度受材料刚度的影响比较大。二、声学方法声学测试泊松比的方法通常是根据弹性波理论，通过测定纵横波速来推算材料的泊松比。1. 玻璃泊松比的测试方法（GB/T 7962.6-2010）测试原理：采用超声波脉冲回波法通过测量弹性波在固体样品中得传播速度来获取材料的弹性参数。弹性波在各向同性的弹性介质中传播时，根据弹性波的在固体中的传播理论，不同模式的声波在固体中得传播速度与材料的相应的弹性模量和密度相关。该方法先根据性波的在固体中的传播理论公式测得玻璃的杨氏模量和剪切模量，然后通过公式=E2G-1计算得出。该方法的实验原理以及试样的选取均不适合于纸张杨氏模量的测试。除
7、了超声波脉冲回波法以外，用于泊松比测试的声学方法还包括布里渊散射（SBS）、表面声波（AM）、声学显微（AM）等，由于非金属材料，通常其声阻和内阻尼都较大的，要测得准确的声速和振动测试都还比较困难，目前这几种方法都还处于研究阶段，主要用于金属材料的泊松比测试。三、光学方法用于材料泊松比测试的光学方法以弹性力学中板或梁的纯弯曲理论为基础，从干涉图样中推算泊松比，现在最主要的测试方法有光干涉测量法、光导热塑全息照相法、数字散斑内相关法（DSCM）等。光学方法是非接触式的测量方法，理论上来讲其测量精度优于传统的机械法，但要求照相、摄像器材及振动台具，且对光电测试法的分辨率要求较高，虽然这些方法国内外
8、都已做出大量研究，但并没有形成统一的测试标准，实验所能达到的测量误差亦很难评估。结论有关泊松比测试方法的研究多针对于金属、陶瓷、塑料等刚性较大的材料，总的来说，机械法是常规和标准的方法，且设备简单，操作方便，最易于实现，但对测试的材料有一定的要求；声学方法和光学方法是相对较好测试材料泊松比的方法，但目前这两种方法还不够成熟，离实际应用和精确测量都还有一定的距离。对于纸张泊松比的测试方法还没有专门的测试标准或测试方法。可借鉴GB/T 3354-1999（定向纤维增强塑料拉伸性能试验方法）的规定，用电测法来测量其泊松比。虽然在试件上附加电阻片会增加材料的刚度，纸张的厚度不能达到标准的要求（13mm），但电测法感受元件重量轻，体积小，浸渍酚醛树脂后芳纶纸的强度和刚度都较高，实验所带来的误差应该不会很大。专心-专注-专业