① 杨氏弹性模量的测定步骤
杨氏弹性模量反映了材料的刚度,是度量物体在弹性范围内受力时形变大小的因素之一,是表征材料机械特性的物理量之一。
拉伸法是一种最简便的测量杨氏模量的方法。测量步骤如下:
1.调整好杨氏模量测量仪,将光杠杆后足尖放在夹紧钢丝的夹具的小圆平台上,以确保钢丝因受力伸长时,光杠杆平面镜倾斜。
2.调整望远镜。调节目镜,使叉丝位于目镜的焦平面上,此时能看到清晰的叉丝像;调整望远镜上下、左右、前后及物镜焦距,直到在望远镜中能看到清晰的直尺像。
3.在钢丝下加两个砝码,以使钢丝拉直。记下此时望远镜中观察到的直尺刻度值,此即为n0
值。逐个加砝码,每加1个,记下相应的直尺刻度值,直到n7,此时钢丝下已悬挂9个砝码,再加1个砝码,但不记数据,然后去掉这个砝码,记下望远镜中直尺刻度值,此为n7’,
逐个减砝码,每减1个,记下相应的直尺刻度值,直到n0’。
4. 用米尺测量平面镜到直尺的距离L;将光杠杆三足印在纸上,用游标卡尺测出b;用米尺测量钢丝长度l;用千分尺在钢丝的上、中、下三部位测量钢丝的直径d,每部位纵、横各测一次。
5.最后带入下面的公式计算杨氏模量。
② 用拉伸法测金属丝的杨氏模量实验报告 哪几个物理量对结果
拉伸法测金属丝的杨氏模量的误差分析及消除办法:根据杨氏弹性模量的误差传递公式可知,1、误差主要取决于金属丝的微小变化量和金属丝的直径,由于平台上的圆柱形卡头上下伸缩存在系统误差,用望远镜读取微小变化量时存在随机误差。2、测量金属丝直径时,由于存在椭圆形,故测出的直径存在系统误差和随机误差。3、实验测数据时,由于金属丝没有绝对静止,读数时存在随机误差。4、米尺使用时常常没有拉直,存在一定的误差。
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③ 杨氏 模量的测量方法有哪几种本次实验采用何种方式
杨氏模量是描述固体材料抵抗形变能力的物理量。当一条长度为L、截面积为S的金属丝在力F作用下伸长ΔL时,F/S叫应力,其物理意义是金属丝单位截面积所受到的力;ΔL/L叫应变,其物理意义是金属丝单位长度所对应的伸长量。应力与应变的比叫弹性模量。ΔL是微小变化量。杨氏模量(Young's molus),又称拉伸模量(tensile molus)是弹性模量(elastic molus or molus of elasticity)中最常见的一种。杨氏模量衡量的是一个各向同性弹性体的刚度(stiffness), 定义为在胡克定律适用的范围内,单轴应力和单轴形变之间的比。与弹性模量是包含关系,除了杨氏模量以外,弹性模量还包括体积模量(bulk molus)和剪切模量(shear molus)等。Young's molus E, shear molus G, bulk molus K, 和 Poisson's ratio ν 之间可以进行换算,公式为:E=2G(1+v)=3K(1-2v).
杨氏模量测试方法一般有静态法和动态法。
动态法有脉冲激振法、声频共振法、声速法等。
静态法是指在试样上施加一恒定的弯曲应力,测定其弹性弯曲挠度,或是在试样上施加一恒定的拉伸(或压缩)应力,测定其弹性变形量;或根据应力和应变计算弹性模量。
④ 拉伸法测杨氏模量实验中哪个量的测量误差对结果影响最大如何改进
伸长法测定杨氏弹性模量-注意事项:在增减钢丝的负荷,测量钢丝伸长量的过程中,不要中途停顿而改测其他物理量,因为钢丝在增减负荷时,如果中途受到另外干扰,则钢丝的伸长(或缩短)量将产生变化,导致误差增大。
其它各量应在钢丝伸长量之后进行测量。影响较大的测量误差应该是在望远镜中对标尺的读数。为了测量细钢丝的微小长度变化,实验中使用了光杠杆放大法,光杠杆的作用是将微小长度变化放大为标尺上的位置变化,通过较易准确测量的长度,测量间接求得钢丝伸长的微小长度变化。
当自变量与因变量成线性关系时,对于自变量等间距变化的多次测量,如果用求差平均的方法计算因变量的平均增量,就会使中间测量数据俩两抵消,失去利用多次测量求平均的意义。为了避免这种情况下中间数据的损失,可以用逐差法处理数据。
(4)杨氏模量哪个物理量的测量扩展阅读;
测量杨氏模量的方法一般有拉伸法、梁弯曲法、振动法、内耗法等,还出现了利用光纤位移传感器、莫尔条纹、电涡流传感器和波动传递技术(微波或超声波)等实验技术和方法测量杨氏模量。
拉伸试验中得到的屈服极限бS和强度极限бb,反映了材料对力的作用的承受能力,而延伸率δ或截面收缩率ψ,反映了材料塑型变形的能力,为了表示材料在弹性范围内抵抗变形的难易程度,在实际工程结构中;
材料弹性模量E的意义通常是以零件的刚度体现出来的,这是因为一旦零件按应力设计定型,在弹性变形范围内的服役过程中,是以其所受负荷而产生的变形量来判断其刚度的。一般按引起单位应变的负荷为该零件的刚度。
⑤ 杨氏模量的光钢杆法测量杨氏模量的实验
基本公式:,式中L为金属丝原长
光杠杆放大原理
光杠杆两个前足尖放在弹性模量测定仪的固定平台上,而后足尖放在待测金属丝的测量端面上。金属丝受力产生微小伸长时,光杠杆绕前足尖转动一个微小角度,从而带动光杠杆反射镜转动相应的微小角度,这样标尺的像在光杠杆反射镜和调节反射镜之间反射,便把这一微小角位移放大成较大的线位移。
如右图所示,当钢丝的长度发生变化时,光杠杆镜面的竖直度必然要发生改变。那么改变后的镜面和改变前的镜面必然有一个角度差,用θ来表示这个角度差。从下图我们可以看出:
△L=b·tanθ=bθ,式中b为光杠杆前后足距离,称为光杠杆常数。
设放大后的钢丝伸长量为C,由图中几何关系有:
θ=C/4H
故:△L=bC/4H
代入计算式,即可得下式:
式中D为钢丝直径,变量D(使用螺旋测微器测量)、F(通过所加砝码质量计算)、H、C(直接读数)、b(使用游标卡尺测量)、L就是所要测量的目标物理量。根据该公式便可计算杨氏模量。
⑥ 拉伸杨氏:有哪些直接测量量分别用什么工具选择原则是什么
拉伸杨氏直接测量量的有:静态法和动态法,动态法有脉冲激振法、声频共振法、声速法等。
分别用工具:钢丝、标准砝码、螺旋测微仪、杨氏模量测试仪、光杠杆、望远瞄准镜、标尺、钢卷尺等等。
选择原则:杨氏模量是描述固体材料抵抗形变能力的物理量。当一条长度为L、截面积为S的金属丝在力F作用下伸长ΔL时,F/S叫应力,其物理意义是金属丝单位截面积所受到的力;ΔL/L叫应变,其物理意义是金属丝单位长度所对应的伸长量。
拉伸试验
中得到的屈服极限бS和强度极限бb,反映了材料对力的作用的承受能力,而延伸率δ或截面收缩率ψ,反映了材料塑型变形的能力,为了表示材料在弹性范围内抵抗变形的难易程度,在实际工程结构中,材料弹性模量E的意义通常是以零件的刚度体现出来的,这是因为一旦零件按应力设计定型,在弹性变形范围内的服役过程中,是以其所受负荷而产生的变形量来判断其刚度的。
⑦ 金属材料杨氏模量的测定方法有哪些
杨氏模量是表征固体材料抵抗形变能力的重要物理量,是工程材料重要参数,它反映了材料弹性形变与内应力的关系,它只与材料性质有关,是工程技术中机械构件选材时的重要依据。
方法如下:
液压加力拉伸法及利用光杠杆的原理测量金属丝的微小伸长量,从而测定金属材料的杨氏模量。
⑧ 拉伸法测金属丝杨氏模量的实验中那个量的测量误差对结果的影响较大
我记得有实验验证过,拉伸法测金属丝杨氏模量实验中测量误差对结果影响较大的是,支架的竖直程度。也就是必须在实验开始时,调节水平仪使得底座水平。然后,必须保证支架本身制作精度较高,与地面严格垂直。
⑨ 杨氏金属弹性模量测定实验中 哪个直接测量量对结果影响最大,为什么
测量误差对结果影响较大的量主要是钢丝直径、标尺读数,因为这些量的测量相对误差比较大。
提高光杠杆测量微小长度变化的灵敏度,主要需要增加平面镜到标尺的距离,这样可以增加光杠杆的放大倍数。