拉伸法測(cè)量金屬絲的楊氏模量第1頁/共16頁實(shí)驗(yàn)原理

描述固體材料抵抗性變能力的重要物理量是楊氏模量，它反映了材料彈性形變與內(nèi)應(yīng)力的關(guān)系，它是選擇機(jī)械構(gòu)件材料的依據(jù)，是工程技術(shù)中常用的參數(shù)之一。

E=F/S/?L/L（1）

E─楊氏模量，固有屬性，取決于材料

F/S─應(yīng)力；?L/L─應(yīng)變；

F、S、L易測(cè)

?L不易測(cè)，采用光杠桿法

光杠桿原理:

用光學(xué)轉(zhuǎn)換放大的方法來測(cè)量微小長(zhǎng)度變化，即將很難測(cè)量的?L

轉(zhuǎn)換為易于測(cè)量的標(biāo)尺讀數(shù)差?n

。FFL?L第2頁/共16頁實(shí)驗(yàn)原理測(cè)量楊氏模量的原理公式第3頁/共16頁實(shí)驗(yàn)原理

原理圖第4頁/共16頁實(shí)驗(yàn)儀器楊氏模量測(cè)量?jī)x望遠(yuǎn)鏡鏡組第5頁/共16頁

實(shí)驗(yàn)儀器楊氏模量測(cè)量?jī)x第6頁/共16頁

實(shí)驗(yàn)儀器望遠(yuǎn)鏡鏡組第7頁/共16頁實(shí)驗(yàn)儀器螺旋測(cè)微器鋼卷尺

測(cè)量時(shí)須用棘輪。測(cè)量者轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿時(shí)對(duì)被測(cè)物施加壓力的大小，會(huì)直接影響測(cè)量的準(zhǔn)確。當(dāng)測(cè)微螺桿端面與被測(cè)物接近時(shí)，應(yīng)旋轉(zhuǎn)棘輪，直至接觸上被測(cè)物時(shí)，棘輪自動(dòng)打滑，發(fā)出"嗒嗒"聲，此時(shí)立即停止旋轉(zhuǎn)棘輪，進(jìn)行讀數(shù)。

5.738mm第8頁/共16頁實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟調(diào)平：圓形水準(zhǔn)器的水泡需居中。(實(shí)際操作中此步省略)光杠桿的調(diào)節(jié)：將光杠桿放置在平臺(tái)上，光杠桿的第三個(gè)支點(diǎn)搭在黑色圓盤上即可。調(diào)節(jié)光杠桿平面鏡的傾角螺釘，使鏡面與平臺(tái)大致垂直；調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡筒呈水平且望遠(yuǎn)鏡組與光杠桿鏡面等高，調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)反射鏡的傾角螺絲，使調(diào)節(jié)反射鏡鏡面與光杠桿鏡面基本平行。沿著望遠(yuǎn)鏡筒上方的準(zhǔn)星看光杠桿小鏡，通過調(diào)整使望遠(yuǎn)鏡筒的鏡頭與調(diào)節(jié)反射鏡在光杠桿小鏡完全成像；調(diào)整調(diào)節(jié)反射鏡，使眼睛在望遠(yuǎn)鏡上方的準(zhǔn)星位置能看到光杠桿小鏡中出現(xiàn)標(biāo)尺的像；如沒有，則可微動(dòng)望遠(yuǎn)鏡鏡組，及調(diào)整光杠桿小鏡子的傾角；將望遠(yuǎn)鏡筒對(duì)準(zhǔn)光杠桿小鏡中標(biāo)尺的像，在望遠(yuǎn)鏡中調(diào)出標(biāo)尺清晰的像。此部需要調(diào)節(jié)鏡頭的左右方向，傾角螺絲及調(diào)焦旋鈕；第9頁/共16頁實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟調(diào)整望遠(yuǎn)鏡目鏡看清十字叉絲，選定其中一條水平線作為準(zhǔn)線。讀數(shù)時(shí)需讀此準(zhǔn)線與標(biāo)尺像的相交位置；按下數(shù)顯測(cè)力秤的“開/關(guān)”鍵，顯示器顯示“0.000”后用液壓加力盒的調(diào)節(jié)桿加力。先測(cè)量加載過程，從14kg（注意顯示器顯示14.000）開始，每隔1kg記錄一次讀數(shù)直到23kg，讀取10組數(shù)據(jù)。繼續(xù)加載大于23kg后再進(jìn)行減載（以消除空程誤差），從23kg讀回到14kg。數(shù)據(jù)記入表格；觀測(cè)完畢應(yīng)將液壓調(diào)節(jié)旋桿調(diào)至最外，顯示0.000后關(guān)閉儀器電源；第10頁/共16頁

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟用鋼卷尺測(cè)出調(diào)節(jié)反射鏡至標(biāo)尺的距離D,?D=0.3cm；鋼絲長(zhǎng)度用鋼卷尺測(cè)，測(cè)裸金屬絲的長(zhǎng)度即可，?L=0.2cm。取下光杠桿，將其在白紙上輕按一下，即可得到其三個(gè)支點(diǎn)的位置。通過作圖，量出等腰三角形的高b,?b=0.05cm；測(cè)量鋼絲直徑使用螺旋測(cè)微器，選擇金屬絲上、中、下三處測(cè)量，且每處都在相互垂直的方向各測(cè)一次，共測(cè)六組數(shù)據(jù)，求其平均值。第11頁/共16頁數(shù)據(jù)處理原始數(shù)據(jù)表格用逐差法處理數(shù)據(jù)計(jì)算Sd,?d,Sn,?N,E,?E第12頁/共16頁次數(shù)拉力示數(shù)/kg標(biāo)尺讀數(shù)/mm逐差值/mm加載減載平均014.00N1=｜n5-n0｜115.00N2=｜n6-n1｜216.00N3=｜n7-n2｜317.00N4=｜n8-n3｜418.00N5=｜n9-n4｜519.00N平均620.00SN721.00D=±0.3cm822.00L=±0.2cm923.00b=±0.05cm第13頁/共16頁

次數(shù)測(cè)量值123456Sdd/mm?儀1=0.005mm?儀2=0.5mmF=5kg?F=0.01kg=?mm

第14頁/共16頁實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)零點(diǎn)修正值

的記錄；同一位置處記兩次標(biāo)尺讀數(shù)；整個(gè)測(cè)量過