切变模量的测量实验原理

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切变模量的测量

标签:文库时间:2025-02-18
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实 验 报 告 评分:

系 级 学号 姓名 日期

实验题目:切变模量的测量

实验目的:用扭摆来测量金属丝的切变模量,同时要学习尽量设法避免测量那些较难测的物理量,从而

提高实验精度的设计思想。

实验原理:(1)实验对象是一根上下均匀而细长的钢丝,几何上说是一个细长的圆柱

体(图1)。使其下端面发生扭转。扭转力矩使圆柱体各截面小体积元发生切应变。在弹性限度内,切应变?正比于切应力?:??G?(比例系数G即为材料的切变模量)。

(2)钢丝下端面绕中心轴OO’转过?角。单位长度的转角d?/dl??/L,

分析圆柱中长为dl的一小段,上截面为A,下截面为B(图2)。由于发生

切变,其侧面上的线ab的下端移至b。既ab 转过了一个角度?,

bb'??dl?Rd?,即切应变??Rd?。 dld? dl在钢丝内部半径为ρ的位置,其切应变为:????由剪切胡克定律???G???G?d?可得横截面上距轴线OO’为ρ处的切 dl

大学物理实验杨氏模量的测量模版

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得分 教师签名 批改日期

深 圳 大 学 实 验 报 告

课程名称: 大学物理实验(1)

实验名称: 杨氏模量的测量

学院:

专业: 班级:

组号: 指导教师:

报告人: 学号:

实验时间: 年 月 日 星期

实验地点

实验报告提交时间:

一、实验目的 二、实验原理: \\ 三、实验仪器: 四、实验内容和步骤: 五、数据记录: 组号: ;姓名 1、 金属丝长度:L =

实验1 拉伸法测量杨氏模量

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实验1 拉伸法测量杨氏模量

杨氏弹性模量(以下简称杨氏模量)是表征固体材料性质的重要的力学参量,它反映材料弹性形变的难易程度,在机械设计及材料性能研究中有着广泛的应用。其测量方法有静态拉伸法、悬臂梁法、简支梁法、共振法、脉冲波传输法,后两种方法测量精度较高;本实验采用静态拉伸法测量金属丝的杨氏模量,因涉及多个长度量的测量,需要研究不同测量对象如何选择不同的测量仪器。

【实验目的】

1. 学习用静态拉伸法测量金属丝的杨氏模量。 2. 掌握钢卷尺、螺旋测微计和读数显微镜的使用。 3. 学习用逐差法和作图法处理数据。 4. 掌握不确定度的评定方法。

【仪器用具】

杨氏模量测量仪(包括砝码、待测金属丝)、螺旋测微计、钢卷尺、读数显微镜

【实验原理】

1. 杨氏模量的定义

本实验讨论最简单的形变——拉伸形变,即棒状物体(或金属丝)仅受轴向外力作用后的

F?L伸长或缩短。按照胡克定律:在弹性限度内,弹性体的应力与应变成正比。

SL设有一根原长为l,横截面积为S的金属丝(或金属棒),在外力F的作用下伸长了?L,则根据胡克定律有

FS?E(?LL) (1-1)

式中的比例系数E称为杨氏模量,单位为Pa(或N·

杨氏模量的测量 - 图文

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杨氏模量的测量 大学物理实验论文

摘要:物体受外力作用时要发生形变,只要外力不超过一定限度,则作用力和相应形变之间将遵循胡克定律。根据胡克定律,在物体的弹性限度内,应力与应变成正比,比值被称为材料的杨氏模量,它是表征材料性质的一个物理量。杨氏模量测试方法一般有静态法和动态法,静态法包括拉伸法、扭转法和弯曲法,动态法包括弯曲共振法、横向共振法、扭转共振法。

关键词:杨氏模量 拉伸法 弯曲共振法 Measurement of Young's modulus

Abstract: The object to be deformed by external force, as long as the external force does not exceed a certain limit, then force of action and corresponding deformation will follow the Hooke's law . According to Hooke's law, the object within the elastic limit stress and strain is proportional to

动态法测量杨氏弹性模量

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动态法测量杨氏弹性模量

郑新飞

杨氏模量是固体材料在弹性形变范围内正应力与相应正应变(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)的比值,其数值的大小与材料的结构、化学成分和加工制造方法等因素有关。杨氏模量的测量是物理学基本测量之一,属于力学的范围。根据不同的测量对象,测量杨式模量有很多种方法,可分为静态法、动态法、波传播法三类。

一、实验目的

1、理解动态法测量杨氏模量的基本原理。

2、掌握动态法测量杨氏模量的基本方法,学会用动态法测量杨氏模量。

3、了解压电陶瓷换能器的功能,熟悉信号源和示波器的使用。 4、培养综合运用知识和使用常用实验仪器的能力。

二、实验仪器

1、传感器I(激振):把电信号转变成机械振动。

2、试样棒:由悬线把机械振动传给试样,使试样受迫做共振动。 3、传感器II(拾振):机械振动又转变成电信号。 4、示波器:观察传感器II转化的电信号大小。

三、实验原理

理论上可以得出用动态悬挂法测定金属材料的杨氏模量,为

l3m2E?1.60674f

动态法测量固体材料的杨氏模量

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实验11 动态法测量固体材料的杨氏模量

(一)讲课提纲

【教学目的】

1.理解动态法测量杨氏模量的基本原理。

2.掌握动态法测量杨氏模量的基本方法,学会用动态法测量杨氏模量。 3.了解压电陶瓷换能器的功能,熟悉信号源和示波器的使用。 4.培养综合运用知识和使用常用实验仪器的能力。

【教学要求】

1.了解测量杨氏模量的主要方法,理解动态法测量杨氏模量的基本原理。 2.掌握动态法测量杨氏模量的基本方法,学会用动态法测量杨氏模量。 3.了解压电换能器的功能,学习信号源和数字存储示波器的使用。 4.理解共振频率的基本概念,掌握利用示波器观测共振频率的基本方法。 5.了解基频共振的基本概念,学会判断基频共振的基本方法。

6.理解外延法测量物理量的基本思想,掌握外延法测量基频共振频率的基本原理和实现方法。 7.学会直接测量量和间接测量量不确定度的估算,完整表示实验结果。

【实验设计思想与实现方法】

1.杨氏模量

杨氏模量的定义与物理意义,测量杨氏模量的理论研究和工程应用意义,测量杨氏模量的基本方法――静态法和动态法。

静态法的基本原理,拉伸法测量钢材的杨氏模量,压缩法测量金属材料的杨氏模量。静态法的优缺点,为什么要用动态法?

2.动态法的基本思想

动态

变形模量、弹性模量、压缩模量的关系

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变形模量、弹性模量、压缩模量的关系

变形模量的定义在表达式上和弹性模量是一样的E=ζ/ε,对于变形模量ε是指应变,包括弹性应变εe和塑性应变εp,对于弹性模量而言,ε就是指εe(计算变形模量时,应变ε包括了弹性应变和

塑性应变)。

岩土的弹性模量要远大于压缩模量和变形模量,而压缩模量又大于变形模量。弹性模量>压缩模量>变形模量。

弹性模量也叫杨氏模量(岩土体在弹性限度内应力与应变的比值)压缩模量是有侧限的,杨氏模量是无侧限的。同样的土体,同样的荷载,有侧限的土体应变小,所以压缩模量更大才对。这只是弹性理论上的关系,对土体这种自然物不一定适用。土体计算中所用的称为“弹性模量”不一定是在弹性限度 内。E——弹性模量;Es——压缩模量;Eo——变形模量。

弹性模量=应力/弹性应变,它主要用于计算瞬时沉降。

压缩模量和变形模量均=应力/总应变。压缩模量是通过现场取原状土进行实验室有侧限压缩实验得出的,而变形模量则是通过现场的原位载荷试验得出的,它是无侧限的。弹性模量要远大于压缩模量和变形模量,而压缩模量又大于变形模量。地堪报告中,一般给出的是土的压缩模量Es与变形模量Eo,而一般不会给出弹性模量E。

数值模拟中一般用Eo,E(50),达到峰值应力(应变

杨氏模量实验报告

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南昌大学物理实验报告

课程名称: 大学物理实验

实验名称: 金属丝杨氏模量的测定

学院: 机电工程学院 专业班级: 能源与动力工程152

学生姓名: 王启威 学号: 5902615035

实验地点: 106 座位号:

实验时间: 第九周 星期一 下午4点开始

一、实验目的: 1.学会测量杨氏模量的一种方法,掌握“光杠杆镜”测量微小长度变化的原理. 2.学会用“对称测量”消除系统误差. 3.学会如何依实际情况对各个测量量进行误差估算. 4.练习用逐差法、作图法处理数据. 二、实验原理: 物体在外力作用下或多或少都要发生形变,当形变不超过某一限度时,撤走外力之后形变能随之消失,这种形变叫弹性形变,发生弹性形变时物体内部将产生恢复原状的内应力。 设有一截面为S,长度为L的均匀棒状(或线状)

拉伸法测量钢丝的弹性模量研究性报告

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课题名称:拉伸法测量钢丝的弹性模量

作者:王俊夫(11131227) 刘宇光(11131231)

物理实验研究性报告

目录

摘要 ........................................................................................................................................... 3 实验原理 ................................................................................................................................... 3 实验仪器 ................................................................................................................................... 4 实验步骤 ...........................................

低空风切变 - 图文

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第六章中低空飞行的大气环境

第一节低空风切变

低空风切变的事故武航6.22空难事故经过

?2000年6月22日,武汉航空公司Y7/B3479号飞机执行恩施—武汉(汉口)航班任务。13时37分飞机从恩施起飞。因遇雷雨天气,飞机在汉口机场第一次降落不成功,复飞拉升,于14时54分失去联系。16时左右接到报告,该机在武汉市汉阳区永丰乡四台村附近坠毁失事,机组4人,乘客38人全部遇难。

6月25日上午,武航6.22空难事故原因调查组请湖北省气象局和民航局请六位专家赶赴现场对空难事故现场进行了物象考察。