怎样测量杨氏弹性模量?

如题所述

         杨氏弹性模量反映了材料的刚度,是度量物体在弹性范围内受力时形变大小的因素之一,是表征材料机械特性的物理量之一。

         拉伸法是一种最简便的测量杨氏模量的方法。测量步骤如下:

1.调整好杨氏模量测量仪,将光杠杆后足尖放在夹紧钢丝的夹具的小圆平台上,以确保钢丝因受力伸长时,光杠杆平面镜倾斜。

 

2.调整望远镜。调节目镜,使叉丝位于目镜的焦平面上,此时能看到清晰的叉丝像;调整望远镜上下、左右、前后及物镜焦距,直到在望远镜中能看到清晰的直尺像。

 

3.在钢丝下加两个砝码,以使钢丝拉直。记下此时望远镜中观察到的直尺刻度值,此即为n0
值。逐个加砝码,每加1个,记下相应的直尺刻度值,直到n7,此时钢丝下已悬挂9个砝码,再加1个砝码,但不记数据,然后去掉这个砝码,记下望远镜中直尺刻度值,此为n7’,
逐个减砝码,每减1个,记下相应的直尺刻度值,直到n0’。

 

4. 用米尺测量平面镜到直尺的距离L;将光杠杆三足印在纸上,用游标卡尺测出b;用米尺测量钢丝长度l;用千分尺在钢丝的上、中、下三部位测量钢丝的直径d,每部位纵、横各测一次。

 

5.最后带入下面的公式计算杨氏模量。

 

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第1个回答  2023-10-23

测量杨氏弹性模量通常需要进行材料力学实验,其中最常见的方法是拉伸实验。以下是测量杨氏弹性模量的一般步骤:

    样品准备:首先,从您要测试的材料中制备一个标准形状的试样,通常是一个细长的材料棒或线。这个试样应该具有充分的代表性,以确保测量结果准确。

    测定试样尺寸:测量试样的长度、直径(或横截面积),以确保您可以计算应力和应变。

    设置拉伸设备:将试样安装在拉伸测试机上,通常使用夹具夹住试样的两端。确保试样受力均匀,并可以在拉伸试验中保持稳定。

    应用载荷:开始以控制的速度逐渐拉伸试样,记录应用在试样上的拉伸载荷和伸长量。

    测量应变:通过记录试样的伸长量和原始长度,可以计算出应变。应变是试样的伸长量与原始长度的比值。

    计算应力:应力是试样上的拉伸载荷与试样的横截面积的比值。应力(σ)等于拉伸载荷(F)除以横截面积(A):σ = F / A。

    生成应力-应变曲线:绘制应力随应变的图表,这就是杨氏弹性模量的典型应力-应变曲线。杨氏弹性模量是应力-应变曲线的斜率,通常在线性部分测得。

    计算杨氏弹性模量:杨氏弹性模量(E)等于应力-应变曲线线性部分的斜率。这可以通过斜率的定义来计算:E = Δσ / Δε,其中Δσ是应力的变化,Δε是相应的应变变化。

    请注意,测量杨氏弹性模量需要仔细的实验设计和高精度的仪器。

如:拉力试验机

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