动态法测量杨氏模量.docx

实验四动态法测定材料杨氏模量
杨氏模量是工程材料的一个重要物理参数，它标志着材料抵抗弹性形变的能力。
杨氏模量测量方法有多种，最常用的有拉伸法测量金属材料的杨氏模量，这属于静态
法测量，这种方法一般仅适用于测量形变较大、延展性较好的材采用如图2所示装置。
由信号发生器输出的等幅正弦波信号，加在传感器I（激振）上。通过传感器I把电信
号转变成机械振动，再由悬线（支撑刀）把机械振动传给试样，使试样受迫作横向振动。试样另一端的悬线（支撑刀）把试样的振动传给传感器II（拾振），这时机械振动又转变成电信号。该信号经放大后送到示波器中显示。当信号发生器的频率不等于试样的共振频率时，试样不发生共振，示波器上几乎没有信号波形或波形很小。当信号发生器的频率等于试样的共振频率时，试样发生共振。这时示波器上的波形突然增大，这时读出的频率就是试样在该温度下的共振频率。根据（3）式，即可计算出该温度下的杨氏模量。
业信号输入
10忐号输出

2
图3动态杨氏模量测试台
三、实验仪器
.FB2729A型动态杨氏模量实验仪1套;
.通用双踪示波器1台；
.天平、游标卡尺、螺旋测微计等。
四、实验内容
先按图4把实验仪器连接好，通电预热10分钟，再按下述步骤进行实验。
双号示波器
悬挂法
输入
测试金属棒样品
信号雄出
E模垦利试台
洌试金属棒样品
I洌试仪前面板
.©4~~□
信号放信下放电通Jfx
大坛人大岁出*祖开天
测试仪后面后~
（虚线为观京激振波花用）
支撑式工
——V能器
图4FE2729A型动态法杨氏模量实验仪连线图
.测定试样的长度L、直径d和质量m,每个物理量各测5次。
.在室温下，不锈钢和铜的杨氏模量参考值分别为：119119
，实验前可先按公式（1）估算出共振频率f:
以便于寻找共振点。
.“悬挂法”：把试样棒用细棉线挂在测试台上，悬挂点的位置放在

测量一组数据，,,,,，一一记录在表1中。（具体位置金属棒上已用刻度线标注）。
.把信号发生器的输出与测试台的悬挂法-输入相连，测试台的悬挂法-输出与放大器的输入相接，放大器的输出与示波器的Y输入相接。
.把示波器触发信号选择开关设为“内置”，Y轴增益置于最小档（或左边第二档），Y
轴极性置于“AC工
.鉴频与测量：先将两悬线挂在离试样端部30mm处，待试样稳定后，调节信号发生器
频率旋钮，寻找试样棒的共振频率fl。当示波器荧光屏上出现共振现象时，即正弦波幅度突然变大时，再微调信号发生器频率旋钮，使波形振辐达到极大值。鉴频就是对试样共振模式及振动级次的鉴别，所以它是准确测量操作中重要的一步。在进行频率扫描时，我们发现试棒不只在一个频率处发生共振现象，
而我们使用的公式(3)只适用于基频共振的情
况。所以我们要确定试样是在基频频率下产生的共振。我们用阻尼法来鉴别：如果用手沿试样棒的长度方向轻触棒的不同部位，同时观察示波器，如果手指触到的是波节处，则示波器上的波形幅度不变，如果手指触到的