
试样制备:选取具有代表性的规整填料试样,尺寸需符合力学测试标准(如金属试样参考 GB/T 228.1,塑料参考 GB/T 1040.1),确保试样结构完整,无裂纹、变形等缺陷。金属规整填料可直接截取波纹板片作为试样,保持原始加工状态;陶瓷和塑料规整填料需切割成标准长方体或圆柱体,避免因结构不规则影响变形测量。
尺寸测量:使用精度≥0.01mm 的游标卡尺或千分尺测量试样原始尺寸,包括轴向长度 L₀、横向宽度 b₀(或直径 d₀),在试样不同位置测量 3 次取平均值,减少几何误差对计算的影响。
加载与应变测量:将试样安装在万能试验机上,沿轴向施加缓慢递增的载荷(加载速率控制在 1 - 5mm/min,避免冲击载荷),同时使用应变片(精度≥1με)或引伸计(测量范围 0 - 5mm)分别测量轴向和横向变形量。应变片需牢固粘贴在试样表面,轴向应变片沿长度方向粘贴,横向应变片垂直于轴向粘贴,确保与试样同步变形。记录不同载荷下的轴向力、轴向变形量 ΔL 和横向变形量 Δb,通常取弹性变形阶段(载荷未超过材料屈服强度)的数据进行计算,避免塑性变形导致结果失真。
金属规整填料:金属材料具有明显的弹性阶段,泊松比计算需在弹性范围内选取数据。测试时加载至材料屈服强度的 50% - 70%,确保变形处于弹性阶段,此时横向与轴向应变呈线性关系,计算结果稳定。例如,不锈钢规整填料的泊松比通常在 0.27 - 0.3 之间,测试时需避免因波纹结构导致的应力集中影响应变测量,建议选取平板部分作为试样,减少结构不规则对变形的干扰。
陶瓷规整填料:陶瓷属于脆性材料,无明显塑性变形阶段,泊松比计算需在弹性极限内完成。测试时加载速率需更缓慢(≤1mm/min),应变测量精度要求更高(需使用高精度引伸计,分辨率≥0.1με),因陶瓷横向变形量极小,微小误差可能导致计算偏差。陶瓷规整填料的泊松比一般在 0.2 - 0.25 之间,计算时需多次测量取平均值,排除脆性材料可能的离散性影响。
塑料规整填料:塑料材料具有一定的黏弹性,泊松比计算需控制加载时间和环境温度(通常在 23℃±2℃下测试),避免温度变化导致的材料性能波动。测试时需在载荷稳定后(加载后保持 30s 再测变形)记录数据,减少蠕变变形对瞬时应变的干扰。塑料规整填料的泊松比相对较高,如 PP 材质约 0.4 - 0.45,计算时需确保横向变形测量涵盖整体膨胀,而非局部结构变形。
试样安装与对准:试样需在万能试验机上居中安装,确保轴向载荷均匀施加,避免偏心加载导致的附加弯曲变形,横向应变测量点需位于试样中部,远离夹持部位(距离夹持端≥2 倍试样宽度),减少边界效应影响。
应变片粘贴要求:应变片需粘贴在试样表面平整区域,金属和陶瓷试样需先打磨、清洁表面(用酒精去除油污),塑料试样需确保表面无褶皱,粘贴后用胶带固定并静置 24h 以上,保证黏结强度。轴向与横向应变片需处于同一横截面,确保测量的是同一位置的变形。
数据采集与筛选:采用数据采集系统实时记录载荷、轴向应变、横向应变,每级载荷增量不超过材料屈服强度的 10%,每级载荷下至少记录 3 组数据。数据筛选时需剔除异常值(如应变突增或突减),确保应变与载荷呈线性关系(弹性阶段特征),非线性阶段的数据不得用于泊松比计算。