實驗二

動態(tài)懸法測定金屬料的楊模量楊氏模量是工程材料的一個重要物理參數(shù)，它標志著材料抵抗彈性形變的能力“靜態(tài)拉伸法由于受弛豫過程等的影響不能真實地反映材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化，對脆性材料無法進行測量。目前工程技術(shù)上常用“動懸掛法測楊氏模,也是國家標準指定的一種測量方法其本操作是將根截面勻的試棒懸掛在兩只傳感（一只激振一只拾振）下面在端自由的條件下，使作自由振動。測出試樣的固有基頻據(jù)樣的幾何尺寸、密度等參數(shù)，測得材料的楊氏模量。一實目、用動態(tài)懸掛法測定金屬材料的楊氏模量。、培養(yǎng)學生綜合應用物理儀器的能力。、學習確定試樣節(jié)點處共振頻率的方法。二儀與具動態(tài)楊氏模量實驗儀（包括試樣、楊氏模量測試臺、信號發(fā)生器），存貯示波器，電子天平，螺旋測微器，游標卡尺三實原對于一根水平放置的細棒，以水平方向為軸，豎直方向為軸，由棒的橫振動方程：

y

（）用分離變量法解以上方程對圓形棒得：。l3Ef4

（）上兩式中，為氏模量，l為棒長，d為的直徑，m為的質(zhì)量，棒的截面積，

為棒的密度。如果在實驗中測定了試樣（棒）在不同溫度時的固有頻率

f

，即可計算出試樣在不同溫度時的楊氏模量。國際單位制中楊氏模量的單位為（。本實驗的基本問題是測量試樣在不同溫度時的共振頻率。由信號發(fā)生器輸出的等幅正弦波信號，加在傳感I（激振）上。通過感I把電信號轉(zhuǎn)變成機械振動再由懸線把機振動傳給試樣試樣受迫作橫向振動試另一端的懸線把試樣的振動傳給傳感I（拾振），這時機械振動轉(zhuǎn)變成電信號。該信號經(jīng)放大后送

1111到示波器中顯示當信號發(fā)生器頻率不等于試樣的共振頻率時樣不發(fā)生共振示波器上幾乎沒有信號波形或波形很小信號發(fā)生器的頻率等于試樣的共振頻率時樣生共振這示波器上的波形突然增大時讀出的頻率就是試樣在該溫度下的共振頻率據(jù)（），即可計算出該溫度下的楊氏模量。圖

試樣共振頻的測量四、

實內(nèi)、測定試樣的長度

l

、直徑

和質(zhì)量

，每個物理量各5。室下銹和銅的楊氏模量分別為（先由（）估算出共振頻率，便尋找共振點。

.2

（N、把試樣棒用細鋼絲掛在測試臺上，懸掛點的位置約距離端面

0l

和

0.9l

處。把號發(fā)生器的出與測試臺的輸入相連試臺的輸出與放大器的輸入相接大器的輸出與示波器的Y輸入相接。、把示波器觸發(fā)信號選擇開關置于內(nèi)置（①②都置于左邊），軸增益④置于最小檔（左邊第二檔）y軸極性置于“AC。由到大逐漸調(diào)信號發(fā)生器的頻率觀察示波器信號的變化示器的拾信號（交流信號某一頻率處達到極大認為信號發(fā)生器的激振頻率與測試棒共振記下該頻率f因試樣共振狀態(tài)的建立需有一個過程，且共振峰十分尖銳，因此在共振點附近調(diào)節(jié)信號頻率時，必須十分緩慢地進行建議間隔大的信號。

），直至示波器的顯示屏上出現(xiàn)最、將兩懸絲以每間隔

0.02l

向里靠攏，分別記下頻率f、f…，直到懸掛點處于l

和

l

處。、以

l

為橫坐標，

f

為縱坐標，作圖(如圖2.2)，將圖線延伸至

0l

處所對應的

f

即為該棒的固有頻率。、記下室溫下的共振頻率

f

，求出材料的楊氏模量

E

計不確定度。、本實驗用銅棒和鋼棒各做一次。

五實數(shù)Δd=0.02mml=0.01mmΔm=0.0001g不銹鋼l/mm

d/mm

m/g

前端懸點

f/Hz

末端懸點測量次數(shù)12345平均值有效值

長度149.8149.82149.8149.8149.8149.864149.86

測量次數(shù)12345平均值有效值

長度6.0516.0516.026.0156.0155.97645.976

測量次數(shù)12345平均值有效值

質(zhì)量33.543233.54333.543533.543333.543433.5432833.5433

0.10L0.12L0.14L0.16L0.18L0.20L0.22L平均值

1196.71195.91195.81195.51195.41195.211951195.642857

0.90L0.88L0.86L0.84L0.82L0.80L0.78L銅棒l/mm

d/mm

m/g

前端懸點

f/Hz

末端懸點測量次數(shù)12345平均值有效值

長度149.92149.94149.92149.92149.92149.92149.92

測量次數(shù)12345平均值有效值

長度5.975.9655.965.9655.9555.89925.899

測量次數(shù)12345平均值有效值

質(zhì)量35.121235.121235.121135.120835.120935.12135.121

0.10L0.12L0.14L0.