Метод измерения продольных и поперечных деформаций

Метод измерения продольных и поперечных деформаций при сжатии индикаторами часового типа. Этот метод определения модуля упругости и коэффициента Пуассона является простейшим. В опыте используются образцы цилиндрической формы с отношением высоты к диаметру примерно равным 4—5. Обычно применяют образцы, изготовленные из керна диаметром 4—5 см. Образец должен отвечать следующим требованиям: ось образца должна быть прямой, торцевые плоскости параллельны друг другу и перпендикулярны оси образца.
Для измерения продольных и поперечных деформаций образца применяется прибор УПМИ, в основе которого — индикаторы часового типа с ценой деления 0,001 мм. Четыре вертикально установленных индикатора предназначены для измерения продольной деформации, четыре горизонтально установленных индикатора — для измерения деформации по диаметру.
Продольные деформации измеряют на участке образца, называемом базой. База (средняя часть) образца составляет примерно половину высоты образца. Тем самым исключается влияние трения на торцевых поверхностях, а напряженное состояние образца на длине базы приблизительно можно считать равномерным. Ножки индикаторов для измерения поперечных деформаций должны заканчиваться не остриями, а короткими штифтами, поскольку в случае цилиндрических образцов возможно их смещение по окружности и получение в конечном итоге искаженного результата.
Перед проведением опыта, когда образец уже установлен на прессе, его необходимо несколько раз нагрузить и разгрузить. При этом нагрузки не должны превышать 20—30% от максимальных для данного опыта. Это обеспечит хороший контакт образца с плитами пресса и стабильность дальнейших измерений.
Первые отсчеты по индикаторам берут при нагрузке, составляющей 15—20% от максимальной, а последующие — в конце каждой ступени нагружения.
При разгрузке образца деформации фиксируются при тех же самых нагрузках. Анализ полученных значений деформации при нагружении образца и при его разгрузке позволяет обеспечить высокую точность результатов.
Абсолютные деформации образца рассчитываются как средняя арифметическая величина показаний четырех индикаторов. Поскольку каждый из четырех горизонтально расположенных индикаторов фиксирует лишь деформацию по радиусу образца, абсолютная поперечная деформация равна удвоенной средней арифметической величине по показаниям горизонтальных индикаторов.
Модуль упругости рассчитывают по формуле, Н/м2

где Fк и Fн — конечная и начальная (для одного интервала нагружения) нагрузки, Н; S — площадь поперечного сечения образца, м2; l — база измерения, м; Δl — среднеарифметическое значение абсолютной деформации, м

где n — количество индикаторов.
Коэффициент Пуассона рассчитывают по формуле

где εd и ε1 — относительные поперечная и продольная деформации

Здесь Δd — среднеарифметическое значение абсолютной поперечной деформации, м

Модуль упругости и коэффициент Пуассона рассчитывают для каждой ступени нагружения. За конечный результат принимают среднеарифметические значения.

---