金属丝杨氏模量的测定实验报告杨氏模量的测定实验报告

1.掌握用光杠杆测量微小长度变化的原理和方法，了解其应用。2.掌握各种长度测量工具的选择和使用。3.学习用逐差法和作图法处理实验数据。MYC-1型金属丝杨氏模量测定仪(一套)、钢卷尺、米尺、螺旋测微计、重垂、砝码等。一、杨氏弹性模量设金属丝的原长L，横截面积为S，沿长度方向施力F后，其长度改变_Delta;L，则金属丝单位面积上受到的垂直作用力F/S称为正应力，金属丝的相对伸长量_Delta;L/L称为线应变。实验结果指出，在弹性范围内，由胡克定律可知物体的正应力与线应变成正比，即F__65533;8__65533;5L(1)__65533;8__65533;8YSL则Y__65533;8__65533;8FS(2)__65533;8__65533;5LL比例系数Y即为杨氏弹性模量。在它 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 征材料本身的性质，Y越大的材料，要使它发生一定的相对形变所需要的单位横截面积上的作用力也越大。Y的国际单位制单位为帕斯29NmPaPa卡，记为(1=1;1GPa=10Pa)。本实验测量的是钢丝的杨氏弹性模量，如果钢丝直径为d，则可得钢丝横截面积SS__65533;8__65533;8__65533;8__65533;9d24则(2)式可变为Y__65533;8__65533;84FL__65533;8__65533;9d2__65533;8__65533;5L(3)可见，只要测出式(3)中右边各量，就可计算出杨氏弹性模量。式中L(金属丝原长)可由米尺测量，d(钢丝直径)，可用螺旋测微仪测量，F(外力)可由实验中钢丝下面悬挂的砝码的重力F=mg求出，而_Delta;L是一个微小长度变化(在此实验中，当L_asymp;1m时，F每变化1kg相应的_Delta;L约为0.3mm)。因此，本实验利用光杠杆的光学放大作用实现对钢丝微小伸长量_Delta;L的间接测量。二、光杠杆测微小长度变化尺读望远镜和光杠杆组成如图2所示的测量系统。光杠杆系统是由光杠杆镜架与尺读望远镜组成的。光杠杆结构见图2(b)所示，它实际上是附有三个尖足的平面镜。三个尖足的边线为一等腰三角形。前两足刀口与平面镜在同一平面内(平面镜俯仰方位可调)，后足在前两足刀口的中垂线上。尺读望远镜由一把竖立的毫米刻度尺和在尺旁的一个望远镜组成。杨氏模量的测定实验报告杨氏模量测定(横梁弯曲法)一、实验目的1.学习用弯曲法测量金属的杨氏模量2.学习微小位移测量方法二、实验仪器JC-1读数显微镜待测金属片砝码片若干待测金属片支撑架可挂砝码片的刀口三、实验原理宽度为b，厚度为a，有效长度为d的棒在相距d_的O1、O2两点上横断面，在棒弯曲前相互平行，弯曲后则成一小角度d?，棒的下半部分呈拉伸状态，而上半部分呈压缩状态，棒的中间有薄层虽然弯曲但长度不变。现在来计算一下与中间层相距为y，厚度为dy，形变前长为d_的一段，弯曲后伸长了yd?，由胡克定律可计算它所到的拉力dF：yd??dF?Ed???dF?EbydydSd_?d_dS?bdy??对中心薄层所产生的力矩dM?Ebd?2ydyd_a/2整个横断面产生力矩为：d?a/22d??y3?M?Ebydy?2Eb????a/2d_d_?3?0?1d?Ea3b12d_1mg，才2如果使得棒弯曲的外力作用在棒有效长度的中点上，那么棒的两端分别施加能使棒平衡。棒上距离中点为_，长度为d_的一段，由于降：1mg力的作用产生弯曲下2?d?d??Z????_?d??2?棒处于平衡状态时，有外力面弯曲所产生的力矩。11?d?mg对该处产生的力矩mg??_?应该等于该处横断22?2?6mg?d1d??d?1?mg??_??Ea3b?d???_??d_32?2d_Eab?2?12?6mgd?d??d??Z??3?2??_?d??_?Eab0?2??2?6mgd2_2d_?Ea3b?06mg?_3????Ea3b?3?0mgd3?4Ea3b上式整理可得：d22mgd3E?34ab?Z因此只要测定外力mg使金属片弯曲伸长量?Z，金属片的有效长度d，宽度b，厚度a就可以测出金属片的杨氏模量。四、实验步骤1.用支架支撑好金属片，并在有效长度的中点上挂上带有挂砝码的刀口(一定得确保刀口挂在中心位置处)。2.调节好读数显微镜的目镜，判断 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 是调好的目镜可以清晰地看到分划板和十字叉丝。并把它支撑好，调节好物镜与刀口上基线的距离，使得能够从读数显微镜清晰看到基线的像。转动读数显微镜上的鼓轮使得基线的像与十字刻度吻合，记下初始值。3.逐次增加砝码(每次增加砝码的重量?m要相同以便用逐差法来处理实验数据)记下每次对应的读数显微镜的读数，增加次数要成对，至少增加6次。4.重复第三步骤5次。5.测量待测金属片的有效长度、厚度、宽度，各6次。6.用逐差法求解出每增加3?m所对应的金属片在纵向伸长量?Z。并代入杨氏模量计算表达式求出待测金属片的杨氏模量，与公认值进行比较，求出它们之间的百分误差。7.黄铜条的参考值为：10.55?10N/m，铸铁的：18.15?10N/m8.实验数据经老师检查合格后，整理仪器，填写登记卡和仪器使用 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 ，带走垃圾。102102五、实验数据表一横梁悬挂不同质量下的弛垂度?m?六、数据处理逐差法求每增加10g对应的弛垂度增加量?Z：?1??Z5?Z1?/4?0.17325mm?2??Z6?Z2?/4?0.17925mm?3??Z6?Z2?/4?0.165mm?4??Z7?Z3?/4?0.171mm?Z??1??2??3??4?0.172125(mm)4测量列的标准差??0.0059判断坏值：?Z?1.7??0.1621mm?Z?1.7??0.1821mm由于0.1621mm??i?0.1821mm，因此无坏值。A类不确定度uA??z???4?0.0029mm有效长度平均值计算得?229.52mmuA?d??0.031mm厚度的平均值计算得?0.9003mmuA?a??0.00056mm宽度的平均值计算得?23.10mmuA?b??0.0048mm将?Z?0.172125mm，?m?10g，g?9.8m/s2?22.95cm，?0.900mm，?23.10mm代入杨氏模量的计算表达式：?mg3E?34?Z?10?10?3?9.8?22.952?10?24?0.9003?10?332??3?3?23.10?10?0.172125?1022?3?10.210?1010N/m22???u?d???u?a???u?b???u??Z??u?E??E?3?A???3A???A???Ad?a??b???Z????22?0.0031??0.00056??0.0048??0.0029??10.21?1010??3??3????????0.172125?0.9003??22.952????23.098????10.21?1010?.64?10?7?3.48?10?6?4.31?10?8?2.84?10?4?0.2?1010N/m222??测量结果：待测金属片的杨氏模量为?10.2?0.2??1010N/m20.2?1010?100%?2%相对误差为Er?1010.2?10六调节经验 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf 微镜在光轴和基线是否出于相同在水平位置上。弯曲法来测定杨氏模量。如何快而好调节好读数显微镜呢?目镜很容易就调节好，关键是如何快而且准地对准刀口上的基线是这个实验难点和关键点。总结如下：利用平直的工具来判断基线和读数显微镜的光轴是否大致处于相同高度，这一步骤完成后，顺着镜筒两边的外侧来判断悬挂的刀口是读数显微镜的物镜视场范围内。这些步骤虽然是属于粗调，但很关键直接会影响到后面的精细调节。接着就是来粗调物镜与基线的距离，调节到能够清晰看到基线的像，然后锁定读数显微镜大的支架底座以免大程度改变物镜与基线之间距离，调节到基线的像最为清晰为止，用套筒上锁定螺丝锁定，这就完成读数显微镜调节。准确的读数绝不允许读数望远镜在水平方向的移动，这会导致读数显微镜里的叉丝向上或者向下移动，更不允许读数显微镜在上下的晃动。这一点切记，如何做到这些的呢?用读数显微镜支架锁定螺丝锁定各个活动关节，就能做到准确读数。杨氏模量的测定实验报告杨氏模量(Young”smodulus)：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。它是沿纵向的弹性模量，是在三维应力状态下的材料在弹性范围内的模量(在胡克定律中应用)。杨氏主要指的是拉伸方向。弹性模量(ModulusofElasticity):只包括弹性应变，此概念既可用于完全弹性体也可用于弹塑性体，多见于弹塑性体，非线性弹性体。弹性模量是一维应力状态下得出的弹性范围内的模量。弹性模量有拉伸和剪切两个方向。压缩模量(Compressionmodulus):是有侧限条件下一维变形模量，包含弹性变形(弹性可恢复应变)和塑性变形(塑性不可恢复应变)。压缩模量只有一个方向。剪切模量(Shearmodulus)变形模量(Modulusofdeformation):是泛泛的说法，前四个均可以说是变形模量，变形模量包含弹性变形和塑性变形，是在无侧限条件下得出的，有三个方向。弹性模量和杨氏模量很相似，杨氏模量=弹性模量此概念适用于完全线弹性体，对于各向同性材料，没有什么一维、二维、三维之分。杨氏模量其实就是弹性模量，一维是一种特殊的三维状态，只是它是const。对于线弹性体，剪切模量=杨氏模量/(1泊松比)