拉伸法測(cè)量金屬的彈性模量（湘杰儀器）

　發(fā)布時(shí)間：2009-06-03　點(diǎn)擊量：3965

彈性模量

拉伸法測(cè)量金屬的彈性模量

        任何固體在外力作用下都會(huì)改變固體原來的形狀大小基礎，這種現(xiàn)象叫做形變創新內容。一定限度以內(nèi)的外力撤除之后，物體能*恢復(fù)原狀的形變，叫彈性形變實事求是。
    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工具，發(fā)生長(zhǎng)度伸長(zhǎng)。設(shè)金屬絲（或桿）的原長(zhǎng)為L(zhǎng)連日來，橫截面積為S快速融入，在彈性限度內(nèi)的拉力F作用下，伸長(zhǎng)了L系統。比值F/S為金屬絲單位橫截面積上所受的力增強，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）交流等。據(jù)虎克定律更加廣闊，脅強(qiáng)和脅變成正比，即：
                               （1）
比例系數(shù)：
                               （2）

    楊氏彈性模量的測(cè)量方法有靜態(tài)測(cè)量法提高、共振法可以使用、脈沖傳輸法等，其中以共振法和脈沖法測(cè)量精度較高紮實。楊氏彈性模量的靜態(tài)測(cè)量法就是在物體加載以后效高化，測(cè)出物體的應(yīng)力和應(yīng)變，根據(jù)一定的計(jì)算式得到E值投入力度，主要有拉伸法創造、梁彎曲法等。
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）全技術方案，物體將發(fā)生形變成為斜的平行六面體分享，這種形變稱為切變，出現(xiàn)切變后信息化，距底面不同距離處的形變不同（AA'>BB'）方式之一，而相對(duì)形變則相等,即
E叫做物體的彈性模量（或稱楊氏模量）。E的大小與物體的粗細(xì)新型儲能、長(zhǎng)短等形狀無關(guān)創新能力，只決定于材料的性質(zhì)，它是表示各種固體材料抗拒形變能力的重要物理量範圍，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)參量求得平衡。

                                                          （6-3）
式中稱為切變角，當(dāng) 值較小時(shí)空間廣闊，可用代替加強宣傳，實(shí)驗(yàn)表明，一定限度內(nèi)切變角與切應(yīng)力成正比用的舒心，此處S為立方體平行于底的截面積技術發展，現(xiàn)以符號(hào) 表示切應(yīng)力，則
                                                       （6-4）
比例系數(shù)G稱切變模量集成。
    測(cè)量切變模量的方法有靜態(tài)扭轉(zhuǎn)法重要手段、擺動(dòng)法。

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穩定性。
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)使用像一棵樹。
3．學(xué)會(huì)一種數(shù)據(jù)處理方法——逐差法。

實(shí)驗(yàn)儀器
楊氏模量?jī)x去突破、尺讀望遠(yuǎn)鏡能運用、光杠桿、水準(zhǔn)儀具體而言、千分尺工具、游標(biāo)卡尺（精度0.02mm）及1kg砝碼9個(gè)。

實(shí)驗(yàn)的詳細(xì)裝置如圖1所示喜愛。其中尺讀望遠(yuǎn)鏡由望遠(yuǎn)鏡和標(biāo)尺架組成重要的角色，望遠(yuǎn)鏡的仰角可由仰角螺釘調(diào)節(jié)，望遠(yuǎn)鏡的目鏡可以調(diào)節(jié)向好態勢，還配有調(diào)焦手輪平臺建設。楊氏模量?jī)x是一個(gè)較大的三腳架，裝有兩根平行的立柱貢獻力量，立柱上部橫梁中央可以固定金屬絲使用，立柱下部架有一個(gè)小平臺(tái)大幅拓展，用于架設(shè)光杠桿。小平臺(tái)的位置高低可沿立柱升降更加堅強、調(diào)節(jié)與時俱進、固定。三腳架的三個(gè)腳上配有三個(gè)螺絲初步建立，用于調(diào)節(jié)小平臺(tái)水平綜合運用。
光杠桿如圖2所示，將一個(gè)小反射鏡裝在一個(gè)三腳架上的方法，前兩腳和鏡子同面實事求是，后腳（或叫主桿、主腳）垂直鏡架帶動產業發展，其長(zhǎng)度a可以調(diào)節(jié)責任製。

實(shí)驗(yàn)原理

    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上端固定倍增效應，下端夾在小圓柱體的中央縫隙中規則製定，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)多樣性，其下端有一個(gè)環(huán)發揮效力，可以掛砝碼，以產(chǎn)生作用力F明顯，光杠桿前腳立在固定的小平臺(tái)上，后腳尖立在小圓柱體上顯示，光杠桿前方D距離處有觀測(cè)的標(biāo)尺和尺讀望遠(yuǎn)鏡創新為先。
    由（1）式可知，只要測(cè)得F科普活動、S創新延展、L、 L各量長期間，就可以求出物體楊氏模量基本情況。其中F可以從添加的砝碼直接寫出；S可用螺旋測(cè)微器（千分尺）量出金屬絲的直徑d算出高端化；L可用米尺量度力量，唯有 L很微小，用一般工具不能量準(zhǔn)提單產，本實(shí)驗(yàn)用光杠桿對(duì) L進(jìn)行準(zhǔn)確的間接測(cè)量深入實施。

    假定添加砝碼之前，光杠桿的小反射鏡M的鏡面豎直發展空間，從望遠(yuǎn)鏡中的橫絲上效果，可以見到標(biāo)尺N0刻度經(jīng)M反射所成的像有所應。添加砝碼之后，金屬絲相應(yīng)拉長(zhǎng)了 L合作關系，光杠桿的后腳尖也隨小圓柱下降了 L著力提升，此時(shí)，后腳將帶動(dòng)小鏡轉(zhuǎn)過一個(gè)小角度θ到M′處傳遞，因此融合，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更優美，據(jù)圖3的幾何關(guān)系各方面，可得：

∵ 甚小，上兩式可
以寫成：

消去可得：
（5）
上式表明成效與經驗，如果D取值遠(yuǎn)大于適應性，則 n將是 L的倍（》1），就是光杠桿的放大倍數(shù)稍有不慎。（5）式右邊各量均可用一般的測(cè)長(zhǎng)工具直接度量重要作用，即可由標(biāo)尺上的讀數(shù)差取得；D可用米尺量茸顬轱@著∮葹橥怀?；α為光杠桿后腳長(zhǎng)，可把光杠桿取下印出三個(gè)腳尖環境，用卡尺量出后腳尖到前兩腳連線中點(diǎn)的距離空間載體，即為。從而通過（5）式可以算出 L相對簡便，這就是光杠桿測(cè) L的原理重要組成部分。
將（5）式代入（1）式，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)上合作，檢查勃勃生機、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），達(dá)到水平后極致用戶體驗，取下水準(zhǔn)儀提供有力支撐。
    （2）小圓柱下端預(yù)先掛上2kg砝碼，以拉直金屬絲建議，然后調(diào)小平臺(tái)高低位置品率，使小平臺(tái)上表面與小圓柱體上端等高，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）用的舒心。
    （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)技術發展，后腳立于小圓柱體上），并調(diào)節(jié)光杠桿的小鏡面至鉛直（目估即可）集成。
    （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處重要手段，調(diào)節(jié)其高度互動講，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)小鏡像一棵樹；先用一只眼睛靠近目鏡頭上方直接朝小鏡看去講故事，應(yīng)能見到鏡子里有標(biāo)尺的像；如看不到性能穩定，可變動(dòng)一下望遠(yuǎn)鏡及標(biāo)尺的相對(duì)位置全面革新，或移動(dòng)尺讀望遠(yuǎn)鏡底座，或調(diào)整光杠桿鏡面情況正常，直至上述現(xiàn)象出現(xiàn)行業分類。
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)鏡的目鏡提高鍛煉，直至看到清晰的十字絲發展邏輯，并轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡目鏡鏡筒，使橫絲水平有所提升；② 調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡的調(diào)焦手輪（通過轉(zhuǎn)動(dòng)中部旋鈕）直至看清標(biāo)尺的像聽得進，且標(biāo)尺像與十字絲同面，即當(dāng)眼睛略上下移動(dòng)時(shí)先進水平，橫絲和標(biāo)尺像無相對(duì)位移（無視差）便利性。此后便可以進(jìn)行觀測(cè)，記下橫絲所對(duì)準(zhǔn)的標(biāo)尺讀數(shù)n0重要平臺。
    （5）依次添加砝碼七次（每次添1kg）深刻認識，并逐次記錄出現(xiàn)于望遠(yuǎn)鏡中的標(biāo)尺刻度n1、n2應用提升、…高效、n7。然后要素配置改革，依次減去砝碼七次（每次1kg），并記錄相應(yīng)的讀數(shù)n7保障性、n6帶動產業發展、n5、n4十分落實、…倍增效應、n0，求同一拉力下的平均讀數(shù) 製造業、優化服務策略、…、發展基礎。然后將平均讀數(shù)分成兩個角度入手、迎難而上、、和探索、堅持先行、、兩組滿意度，用逐差法算出每增添4kg砝碼時(shí)的平均讀數(shù)差情況較常見。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倍值主要抓手。用卡尺測(cè)量光杠桿后腳長(zhǎng)a（方法見光杠桿測(cè)量裝置末段所述）體製；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）創新科技。
    （7）記錄金屬絲長(zhǎng)度L服務延伸，四個(gè)砝碼的拉力F，以及D高效流通、a調解製度。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功能，計(jì)算出E的不確定度應用的因素之一，寫出E±UE。

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：唐

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