四点弯曲试验不同材料测试的公式如何计算-技术文章-上海企想检测仪器有限公司

上海企想检测仪器有限公司

立即询价

您提交后，专属客服将第一时间为您服务

四点弯曲试验不同材料测试的公式如何计算

阅读：455 发布时间：2025-4-17

四点弯曲试验是一种经典的材料力学实验，用于测定材料的弹性模量、弯曲强度等力学性能。对于不同材料，四点弯曲试验的计算公式会有所不同，但基本原理是相似的。以下是几种常见材料在四点弯曲试验中的计算公式：

1、最大正应力（抗弯强度）

公式： $� = \frac{3 � (� - �)}{2 � ℎ^{2}}$ σ=2bh23P(L−l)
其中， $�$ σ 为抗弯强度（MPa）；P 为最大加载力（N）；L 为下支点跨距（mm）；l 为上支点跨距（mm）；b 为样品宽度（mm）；h 为样品厚度（mm）。

2、弹性模量

公式： $� = \frac{� �^{3}}{48 � Δ �}$ E=48IΔyPL3
其中，E 为弹性模量（MPa）；P 为最大加载力（N）；L 为下支点跨距（mm）；I 为样品的惯性矩（对于矩形截面， $� = \frac{� ℎ^{3}}{12}$ I=12bh3，单位： $� �^{4}$ mm4）； $Δ �$ Δy 为样品跨距中点的挠度（mm）。

1、最大正应力（抗弯强度）

2、弹性模量

公式： $� = \frac{� �^{3}}{48 � Δ �}$ E=48IΔyPL3
其中，E 为弹性模量（MPa）；P 为最大加载力（N）；L 为下支点跨距（mm）；I 为样品的惯性矩（对于圆形截面， $� = \frac{� �^{4}}{64}$ I=64πd4，单位： $� �^{4}$ mm4）； $Δ �$ Δy 为样品跨距中点的挠度（mm）。

试样尺寸与形状：四点弯曲试验中的试样通常采用矩形或圆形截面，以简化计算和分析。实验前需要准确测量试样的尺寸和重量，并计算其惯性矩。
实验过程：实验过程中，试样被固定在两个支点之间，并在试样中间施加集中载荷。由于载荷的作用，试样发生弯曲变形，形成弯矩和剪力，从而产生拉伸和压缩应力。通过测量试样在载荷作用下的弯曲角度和挠度，可以计算出材料的弹性模量和抗弯强度等力学性能。
实验精度：为了提高实验精度，研究人员通常采用有限元分析等数值方法对实验结果进行校准。此外，实验过程中还需要注意试样的非均匀变形等因素对测量结果的影响。
应用范围：四点弯曲实验可应用于复合材料、新型合金、陶瓷材料等多种材料的力学性能研究，为工程设计提供重要依据。

概括而言，四点弯曲试验的计算公式因材料形状和测试目的的不同而有所差异。在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的公式进行计算和分析。