實(shí)驗1 拉伸法測量楊氏模量

1、實(shí)驗實(shí)驗1拉伸法測量楊氏模量拉伸法測量楊氏模量楊氏彈性模量(以下簡稱楊氏模量)是表征固體材料性質(zhì)的重要的力學(xué)參量，它反映材料彈性形變的難易程度，在機(jī)械設(shè)計及材料性能研究中有著廣泛的應(yīng)用。其測量方法有靜態(tài)拉伸法、懸臂梁法、簡支梁法、共振法、脈沖波傳輸法，后兩種方法測量精度較高；本實(shí)驗采用靜態(tài)拉伸法測量金屬絲的楊氏模量，因涉及多個長度量的測量，需要研究不同測量對象如何選擇不同的測量儀器?！緦?shí)驗?zāi)康膶?shí)驗?zāi)康摹?.學(xué)習(xí)用靜態(tài)拉伸法測量金屬絲的楊

2、氏模量。2.掌握鋼卷尺、螺旋測微計和讀數(shù)顯微鏡的使用。3.學(xué)習(xí)用逐差法和作圖法處理數(shù)據(jù)。4.掌握不確定度的評定方法?！緝x器用具儀器用具】楊氏模量測量儀（包括砝碼、待測金屬絲）、螺旋測微計、鋼卷尺、讀數(shù)顯微鏡【實(shí)驗原理實(shí)驗原理】1.楊氏模量的定義楊氏模量的定義本實(shí)驗討論最簡單的形變——拉伸形變，即棒狀物體(或金屬絲)僅受軸向外力作用后的伸長或縮短。按照胡克定律：在彈性限度內(nèi)，彈性體的應(yīng)力與應(yīng)變成正比。SFLL?設(shè)有一根原長為，橫截面積為的

3、金屬絲（或金屬棒），在外力的作用下伸長了lSF，則根據(jù)胡克定律有L?（11）)(LLESF??式中的比例系數(shù)稱為楊氏模量，單位為Pa（或Nm–2）。實(shí)驗證明，楊氏模量與外EE力、金屬絲的長度、橫截面積的大小無關(guān)，它只與制成金屬絲的材料有關(guān)。FLS若金屬絲的直徑為，則，代入（11）式中可得d241dS??（12）LdFLE??24?（12）式表明，在長度、直徑和所加外力相同的情況下，楊氏模量大的金屬絲伸長量較小，楊氏模量小的金屬絲伸長量較

4、大。因此，楊氏模量反映了材料抵抗外力引起的拉伸（或壓縮）形變的能力。實(shí)驗中，測量出值就可以計算出金屬絲的楊氏模量。LdLF?、、、E2.靜態(tài)拉伸法的測量方法靜態(tài)拉伸法的測量方法測量金屬絲的楊氏模量的方法就是將金屬絲懸掛于支架上，上端固定，下端加砝碼對金屬絲，測出金屬絲的伸長量，即可求出。金屬絲長度用鋼卷尺測量，金屬絲FL?EL圖12是測微目鏡的結(jié)構(gòu)示意圖。目鏡筒1與本體盒2相連，利用固定螺絲8和接頭套筒7可將測微目鏡固定在特定的支架上，

5、亦可裝在諸如內(nèi)調(diào)焦平行光管、測角儀、生物顯微鏡等儀器上作可測量目鏡用。目鏡焦平面的內(nèi)側(cè)裝有一塊量程為8mm的刻線玻璃標(biāo)尺3其分度值為1mm，在該尺下方0.1mm處平行地放置一塊由薄玻璃片制成的活動分劃板4，上面刻有斜十字準(zhǔn)線和一平行雙線。人眼貼近目鏡筒觀察時，即可在明視距離處看到玻璃標(biāo)尺上放大的刻度線和活動分劃板上的斜十字準(zhǔn)線和平行雙線(見圖13)?；顒臃謩澃宓目蚣芘c由讀數(shù)鼓輪6帶動的絲桿5通過彈簧（圖中未畫出）相連。當(dāng)讀數(shù)鼓輪順時針旋

6、轉(zhuǎn)時，絲桿便推動分劃板沿導(dǎo)軌垂直于光軸向左移動，通過目鏡就觀察到準(zhǔn)線交點(diǎn)和平行雙線向左平移，此時連接彈簧伸長；當(dāng)鼓輪逆時針旋轉(zhuǎn)時，分劃板在彈簧恢復(fù)力的作用下，向右移動，準(zhǔn)線交點(diǎn)和平行雙線亦向右平移。讀數(shù)鼓輪每轉(zhuǎn)動一圈，準(zhǔn)線交點(diǎn)及平行雙線便平移1mm。在鼓輪輪周上均勻地刻有100條線，即分成100小格，所以鼓輪每轉(zhuǎn)過1小格，平行雙線及斜準(zhǔn)線交點(diǎn)相應(yīng)地平移0.01mm。當(dāng)準(zhǔn)線交點(diǎn)(或平行雙線中的某一條)對準(zhǔn)待測物上某一標(biāo)志(如長度的起始點(diǎn)或