实验3.02 拉伸法测金属丝杨氏弹性模量_..ppt

大家好! 用拉伸法测量金属丝杨氏模量 ,杨氏模量(也称弹性模量)是反映固体材料弹性形变的重要物理量,在一般工程设计中是一个常用参数, 是选定机械构件材料的重要依据之一。常用金属材料杨氏模量的数量级为 2 11mN 10 ??本实验采用静态拉伸法测定钢丝的杨氏模量,,,用一般测量长度的工具不易精确测量, ,它的特点是直观、简便、精度高返回实验目的 ; ; 、望远镜的使用方法; ; ,从而体会误差理论对实验的指导意义。返回实验原理 S FEL L?? 1? 2?1、拉伸法测杨氏弹性模量给物体施以力的作用,物体将发生形变,在弹性限度范围内,应变与应力的大小成正比,其比例系数的倒数即为杨氏模量,又称弹性模量。以长度为 L、横截面积为 S的金属丝为例,在外力 F的作用下,金属丝伸长量为△L,在弹性限度范围内,则有其中 E即为金属丝的杨氏模量,其单位为 N·m。,它仅与材料的性质有关,变化上式得 L/L S/FE?? 2、光杆杆放大法测量微小伸长量⊿L 光杠杆放大法是一种利用光学原理把微小长度的变化加以放大后,再进行测量的方法。光杠杆放大法利用光杠杆放大装置将微小长度的变化放大为望远镜中标尺读数的变化。光杠杆放大装置包括光杠杆和镜尺组。实验原理 nbd FLD E?? 28?nbd FLD E?? 28?杨氏弹性模量测定仪光杠杆放大原理??????? n 0 n 1D ??22? tg 2D nbL ??? 01nnn???b D2 放大倍数为其中, b中为光杆杆后脚到前两脚连线的垂直距离; D是平面镜面到米尺的水平距离; ⊿n是望远镜中米尺读数的变化值。 nbd FLD E?? 28?将金属丝截面积代入即可得到待测金属丝的杨氏模量公式为: 2d4 S ??返回逐差法处理数据应用条件:处理等间隔线性变化的测量数据。优点:充分利用各个测量数据,减小测量误差和扩大测量范围。例如:测金属丝杨氏模量时,每次加载质量相等的砝码测得光杠杆标尺读数如下表: n 10n 9n 8n 7n 6x 5n 4n 3n 2n 1 n i /cm 10 987654321 N/kg)nn(9 1 )]nn()nn()nn()nn [(9 1n 1 10 9 10 342312?????????????如果简单地将每加(减)一个砝码引起的长度变化直接计算出来,有: n?由上式可以看出只有始末两次测量值起了作用,等效于只测了n 1和n 10 。