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弯曲法测杨氏模量

  • FD-HY-MT型霍尔位置传感器杨氏模量实验仪-复旦天欣仪器厂
  • 千分尺(0–25mm),游标卡尺 (0–125mm),不锈钢直尺 (0–300mm)—上海量具刀具厂
  • 照明灯
FD-HY-MT型霍尔位置传感器杨氏模量实验仪主要技术参数
  1. 读数显微镜:量程8mm,分辨率0.01mm,放大倍数20倍
  2. 砝码:10.0g 和20.0g两种
  3. 数字电压表:三位半,量程 200mV
  4. 实验样品:黄铜和可锻铸铁样品

本实验要求掌握用钢尺、游标卡尺、千分尺(螺旋测微计)、读数显微镜测量长度的方法,用弯曲法测出金属黄铜(或可锻铸铁)的杨氏模量。

  1. 物体在外力作用下都要或多或少地发生形变。当形变不超过某一限度时,撤走外力之后,形变能随之消失,这种形变称为弹性形变。材料受外力作用发生弹性形变时,其内部胁强(单位面积上受力大小)和胁变(即相对形变)的比值称为弹性模量。它是反映材料形变与内应力关系的物理量,也是设计各种工程结构时选用材料的主要依据之一。为了纪念托马斯·杨对弹性模量的贡献,把弹性模量又称为杨氏模量。
  2. 测量材料弹性模量的方法有多种,其中常用的有弯曲法、伸长法和动力学法。本实验采用的是弯曲法。
必做部分:测量黄铜(或可锻铸铁)横梁的杨氏模量
  1. 把铜挂件放在横梁的正中间(如何确保铜挂件放在横梁正中间?),然后将横梁放在两刀口上,并在铜挂件下方放上一定质量的砝码(为何要先放上一定质量的砝码?)。
  2. 调节读数显微镜目镜,使眼睛观察到的十字准线和数字清晰。然后移动读数显微镜前后距离,使能清晰看到铜挂件上的基线,并消除视差。转动读数显微镜的鼓轮使铜挂件上的基线与读数显微镜内十字准线吻合,记下初始读数值。
  3. 逐次增加砝码,从读数显微镜上读出mi所对应的铜挂件基线位置Zi。
  4. 测量横梁两刀口间的长度d及横梁不同位置处的宽度b和厚度 。
  5. 用最小二乘法拟合数据,得到Zi与mi之间的线性关系,然后代入公式,求出杨氏模量E。
选作部分:测量可锻铸铁(或黄铜)横梁的杨氏模量
  1. 把横梁换为可锻铸铁(或黄铜)横梁,实验方法同黄铜(或可锻铸铁)横梁杨氏模量的测量。
  1. 用千分尺测量待测样品厚度时,为防止样品形变,旋紧千分尺时用力要适度,不宜过猛。
  2. 用读数显微镜测量悬挂砝码的铜挂件基线位置时,铜挂件不能晃动。
  3. 测黄铜横梁时,初始时先放40g砝码,然后每次增加10g砝码;测人造骨横梁时,初始时先放50g砝码,然后每次增加50g砝码。
  1. 弯曲法测杨氏模量实验,主要测量误差有哪些?请估算各测量量的不确定度。
  2. 在本实验中最需要保证的实验条件是什么?为什么要有限制地增加砝码?
  3. 实验中如何确定支撑横梁的两刀口是否平行?
  4. 本实验中的 还有什么办法可以测量?
  1. 写明本实验的目的和意义。
  2. 阐述实验的基本原理和实验内容及其步骤。
  3. 记下所用仪器型号、数量等。
  4. 记录实验的全过程,包括实验步骤、各种实验现象和数据处理等。
  5. 分析实验结果,讨论实验中出现的各种问题。
  6. 得出实验结论,并提出改进意见。
  1. 游海洋.赵在忠.陆申龙. 霍耳位置传感器测量固体材料的测杨氏模量,物理实验,第20卷第8期,2000.47-48。
  2. 上海复旦天欣科教仪器有限公司,FD-HY-1型霍耳位置传感器法杨氏模量测定仪产品说明书.2000.5。
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  • 最后更改: 2007/05/30 15:40
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