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| 如何得知拉伸法測(cè)量金屬的彈性模量 |
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| 簡(jiǎn)單的形變是線狀或棒狀物體受到長(zhǎng)度方向上的拉力作用，發(fā)生長(zhǎng)度伸長(zhǎng)求得平衡。設(shè)金屬絲（或桿）的原長(zhǎng)為L(zhǎng)紮實做，橫截面積為S，在彈性限度內(nèi)的拉力F作用下，伸長(zhǎng)了L提供深度撮合服務。比值F/S為金屬絲單位橫截面積上所受的力服務品質，叫做脅強(qiáng)（或應(yīng)力），相對(duì)伸長(zhǎng)量 L/L叫脅變（或應(yīng)變）組成部分。據(jù)虎克定律影響，脅強(qiáng)和脅變成正比，即： （1） 比例系數(shù)： （2） E叫做物體的彈性模量（或稱(chēng)楊氏模量）的過程中。E的大小與物體的粗細(xì)發展契機、長(zhǎng)短等形狀無(wú)關(guān)，只決定于材料的性質(zhì)促進進步，它是表示各種固體材料抗拒形變能力的重要物理量發力，是各種機(jī)械設(shè)計(jì)和工程技術(shù)選擇構(gòu)件用材必須考慮的重要力學(xué)參量。 任何固體在外力作用下都會(huì)改變固體原來(lái)的形狀大小迎來新的篇章，這種現(xiàn)象叫做形變共創美好。一定限度以?xún)?nèi)的外力撤除之后，物體能*恢復(fù)原狀的形變薄弱點，叫彈性形變覆蓋範圍。 楊氏彈性模量的測(cè)量方法有靜態(tài)測(cè)量法、共振法形勢、脈沖傳輸法等實踐者，其中以共振法和脈沖法測(cè)量精度較高。楊氏彈性模量的靜態(tài)測(cè)量法就是在物體加載以后服務機製，測(cè)出物體的應(yīng)力和應(yīng)變貢獻力量，根據(jù)一定的計(jì)算式得到E值，主要有拉伸法大幅拓展、梁彎曲法等發行速度。 用力F作用在一立方形物體的上面，并使其下面固定（如圖一）與時俱進，物體將發(fā)生形變成為斜的平行六面體性能，這種形變稱(chēng)為切變，出現(xiàn)切變后綜合運用，距底面不同距離處的形變不同（AA'>BB'）供給，而相對(duì)形變則相等,即 （6-3） 式中 稱(chēng)為切變角，當(dāng) 值較小時(shí)實事求是，可用 代替 進行探討，實(shí)驗(yàn)表明，一定限度內(nèi)切變角 與切應(yīng)力 成正比服務水平，此處S為立方體平行于底的截面積最新，現(xiàn)以符號(hào) 表示切應(yīng)力 技術創新，則 （6-4） 比例系數(shù)G稱(chēng)切變模量。 測(cè)量切變模量的方法有靜態(tài)扭轉(zhuǎn)法重要作用、擺動(dòng)法持續向好。 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?span style="font-size: 10pt; line-height: 150%"> 1． 掌握測(cè)量固體楊氏彈性模量的一種方法。 2． 掌握測(cè)量微小伸長(zhǎng)量的光杠桿法原理和儀器的調(diào)節(jié)使用充足。 3． 學(xué)會(huì)一種數(shù)據(jù)處理方法——逐差法進展情況。 實(shí)驗(yàn)儀器 楊氏模量?jī)x、尺讀望遠(yuǎn)鏡方案、光杠桿應用的選擇、水準(zhǔn)儀、千分尺左右、游標(biāo)卡尺（精度0.02mm）及1kg砝碼9個(gè)背景下。 實(shí)驗(yàn)的詳細(xì)裝置如圖1所示。其中尺讀望遠(yuǎn)鏡由望遠(yuǎn)鏡和標(biāo)尺架組成可靠保障，望遠(yuǎn)鏡的仰角可由仰角螺釘調(diào)節(jié)自然條件，望遠(yuǎn)鏡的目鏡可以調(diào)節(jié)，還配有調(diào)焦手輪開展。楊氏模量?jī)x是一個(gè)較大的三腳架互動互補，裝有兩根平行的立柱，立柱上部橫梁中央可以固定金屬絲提單產，立柱下部架有一個(gè)小平臺(tái)深入實施，用于架設(shè)光杠桿。小平臺(tái)的位置高低可沿立柱升降發展空間、調(diào)節(jié)效果、固定。三腳架的三個(gè)腳上配有三個(gè)螺絲足了準備，用于調(diào)節(jié)小平臺(tái)水平合作關系。 光杠桿如圖2所示，將一個(gè)小反射鏡裝在一個(gè)三腳架上深刻內涵，前兩腳和鏡子同面傳遞，后腳（或叫主桿、主腳）垂直鏡架深入闡釋，其長(zhǎng)度a可以調(diào)節(jié)相關性。 實(shí)驗(yàn)原理 由（1）式可知，只要測(cè)得F物聯與互聯、S穩定、L、 L各量紮實，就可以求出物體楊氏模量效高化。其中F可以從添加的砝碼直接寫(xiě)出；S可用螺旋測(cè)微器（千分尺）量出金屬絲的直徑d算出投入力度；L可用米尺量度創造，唯有 L很微小，用一般工具不能量準(zhǔn)貢獻法治，本實(shí)驗(yàn)用光杠桿對(duì) L進(jìn)行準(zhǔn)確的間接測(cè)量設備製造。 光杠桿測(cè)量微小伸長(zhǎng)量 L的基本裝置如簡(jiǎn)圖2所示。待測(cè)金屬絲L上端固定攻堅克難，下端夾在小圓柱體的中央縫隙中管理，小圓柱體穿套在一個(gè)固定的小平臺(tái)的圓孔中，并可以自由地上下移動(dòng)雙向互動，其下端有一個(gè)環(huán)效率和安，可以掛砝碼，以產(chǎn)生作用力F品牌，光杠桿前腳立在固定的小平臺(tái)上深入開展，后腳尖立在小圓柱體上，光杠桿前方D距離處有觀測(cè)的標(biāo)尺和尺讀望遠(yuǎn)鏡應用。 假定添加砝碼之前建議，光杠桿的小反射鏡M的鏡面豎直，從望遠(yuǎn)鏡中的橫絲上相貫通，可以見(jiàn)到標(biāo)尺N0刻度經(jīng)M反射所成的像不斷發展。添加砝碼之后，金屬絲相應(yīng)拉長(zhǎng)了 L自動化方案，光杠桿的后腳尖也隨小圓柱下降了 L緊密協作，此時(shí)，后腳將帶動(dòng)小鏡轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)小角度θ到M′處互動講，因此穩定性，在望遠(yuǎn)鏡中將看到以θ角入射和反射的標(biāo)尺Ni刻度所成的像，入射線和反射線之前的夾角為2θ過程中，據(jù)圖3的幾何關(guān)系去突破，可得： ∵ 甚小，上兩式可 以寫(xiě)成： 消去 可得： （5） 上式表明達到，如果D取值遠(yuǎn)大于 智能設備，則 n將是 L的 倍（ 》1）， 就是光杠桿的放大倍數(shù)蓬勃發展。（5）式右邊各量均可用一般的測(cè)長(zhǎng)工具直接度量特點，即 可由標(biāo)尺上的讀數(shù)差取得；D可用米尺量戎匾?∮诌M了一步；α為光杠桿后腳長(zhǎng)多種場景，可把光杠桿取下印出三個(gè)腳尖，用卡尺量出后腳尖到前兩腳連線中點(diǎn)的距離規劃，即為 擴大公共數據。從而通過(guò)（5）式可以算出 L，這就是光杠桿測(cè) L的原理帶動擴大。 將（5）式代入（1）式核心技術體系，得楊氏模量E終的計(jì)算式為： E （6） 實(shí)驗(yàn)方法 （1）先置水準(zhǔn)儀于小平臺(tái)上，檢查持續發展、調(diào)節(jié)小平臺(tái)水平（應(yīng)在相互正交的兩個(gè)方向上都達(dá)到水平指示）必然趨勢，達(dá)到水平后，取下水準(zhǔn)儀創造性。 （2）小圓柱下端預(yù)先掛上2kg砝碼發展的關鍵，以拉直金屬絲，然后調(diào)小平臺(tái)高低位置保障性，使小平臺(tái)上表面與小圓柱體上端等高帶動產業發展，抄記金屬絲的長(zhǎng)度L（固定端至小圓柱體上表面之間的距離）。 （3）把光杠桿立在小平臺(tái)上（前腳置于小平臺(tái)上的溝槽內(nèi)十分落實，后腳立于小圓柱體上）倍增效應，并調(diào)節(jié)光杠桿的小鏡面至鉛直（目估即可）。 （4）調(diào)節(jié)尺讀望遠(yuǎn)鏡： 把尺讀遠(yuǎn)鏡立在光杠桿小鏡前約1.10～1.30m處製造業，調(diào)節(jié)其高度優化服務策略，使望遠(yuǎn)鏡大致與光杠桿小鏡等高；用尺讀望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)線對(duì)準(zhǔn)小鏡發展基礎；先用一只眼睛靠近目鏡頭上方直接朝小鏡看去兩個角度入手，應(yīng)能見(jiàn)到鏡子里有標(biāo)尺的像；如看不到同期，可變動(dòng)一下望遠(yuǎn)鏡及標(biāo)尺的相對(duì)位置生產效率，或移動(dòng)尺讀望遠(yuǎn)鏡底座，或調(diào)整光杠桿鏡面效果，直至上述現(xiàn)象出現(xiàn)使用。 在上述狀態(tài)下調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡，分兩步進(jìn)行：① 先調(diào)望遠(yuǎn)鏡的目鏡密度增加，直至看到清晰的十字絲有效性，并轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡目鏡鏡筒，使橫絲水平機遇與挑戰；② 調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡的調(diào)焦手輪（通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)中部旋鈕）直至看清標(biāo)尺的像廣泛關註，且標(biāo)尺像與十字絲同面，即當(dāng)眼睛略上下移動(dòng)時(shí)，橫絲和標(biāo)尺像無(wú)相對(duì)位移（無(wú)視差）就能壓製。此后便可以進(jìn)行觀測(cè)更合理，記下橫絲所對(duì)準(zhǔn)的標(biāo)尺讀數(shù)n0。 （5）依次添加砝碼七次（每次添1kg）更優美，并逐次記錄出現(xiàn)于望遠(yuǎn)鏡中的標(biāo)尺刻度n1有所應、n2、…合作關系、n7。然后幅度，依次減去砝碼七次（每次1kg）結構，并記錄相應(yīng)的讀數(shù)n7、n6貢獻、n5規模最大、n4、…統籌、n0最深厚的底氣，求同一拉力下的平均讀數(shù) 、 振奮起來、…品質、 。然后將平均讀數(shù)分成 深入各系統、 解決問題、 、 和 作用、 相互配合、 、 兩組著力增加，用逐差法算出每增添4kg砝碼時(shí)的平均讀數(shù)差 智能化。計(jì)算式為： =[（ - ）+（ - ）+（ - ）+（ - ）]/4 （6）用尺讀望遠(yuǎn)鏡測(cè)量標(biāo)尺至光杠桿的前腳距離D；尺讀望遠(yuǎn)鏡上下叉絲對(duì)齊標(biāo)尺刻度之差×100倍為D的2倍值處理。用卡尺測(cè)量光杠桿后腳長(zhǎng)a（方法見(jiàn)光杠桿測(cè)量裝置末段所述）建設；用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑d（應(yīng)在不同位置量五次，求平均值 ）助力各業。 （7）記錄金屬絲長(zhǎng)度L極致用戶體驗，四個(gè)砝碼的拉力F，以及D應用、a建議。它們的不確定度及L值由實(shí)驗(yàn)室給出。用（6）式算出楊氏模量E相貫通，計(jì)算出E的不確定度不斷發展，寫(xiě)出E±UE積極影響。 |
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