测量杨氏模量的方法

❶ 比较测量弹性模量和测量切变模量的方法和原理

最简单的形变是线状或棒状物体受到长度方向上的拉力作用，发生长度伸长。设金属丝(或杆)的原长为L，横截面积为S，在弹性限度内的拉力F作用下，伸长了L。比值F/S为金属丝单位横截面积上所受的力，叫做胁强(或应力)，相对伸长量 L/L叫胁变(或应变)。据虎克定律，胁强和胁变成正比，即：
(1)
比例系数：
(2)
E叫做物体的弹性模量(或称杨氏模量)。E的大小与物体的粗细、长短等形状无关，只决定于材料的性质，它是表示各种固体材料抗拒形变能力的重要物理量，是各种机械设计和工程技术选择构件用材必须考虑的重要力学参量。
任何固体在外力作用下都会改变固体原来的形状大小，这种现象叫做形变。一定限度以内的外力撤除之后，物体能完全恢复原状的形变，叫弹性形变。

杨氏弹性模量的测量方法有静态测量法、共振法、脉冲传输法等，其中以共振法和脉冲法测量精度较高。杨氏弹性模量的静态测量法就是在物体加载以后，测出物体的应力和应变，根据一定的计算式得到E值，主要有拉伸法、梁弯曲法等。
用力F作用在一立方形物体的上面，并使其下面固定(如图一)，物体将发生形变成为斜的平行六面体，这种形变称为切变，出现切变后，距底面不同距离处的绝对形变不同(AA＇>BB＇)，而相对形变则相等,即
(6-3)
式中 称为切变角，当 值较小时，可用 代替 ，实验表明，一定限度内切变角 与切应力 成正比，此处S为立方体平行于底的截面积，现以符号 表示切应力 ，则
(6-4)
比例系数G称切变模量。
测量切变模量的方法有静态扭转法、摆动法。
实验目的
1． 掌握测量固体杨氏弹性模量的一种方法。
2． 掌握测量微小伸长量的光杠杆法原理和仪器的调节使用。
3． 学会一种数据处理方法——逐差法。
实验仪器
杨氏模量仪、尺读望远镜、光杠杆、水准仪、千分尺、游标卡尺(精度0.02mm)及1kg砝码9个。
实验的详细装置如图1所示。其中尺读望远镜由望远镜和标尺架组成，望远镜的仰角可由仰角螺钉调节，望远镜的目镜可以调节，还配有调焦手轮。杨氏模量仪是一个较大的三脚架，装有两根平行的立柱，立柱上部横梁中央可以固定金属丝，立柱下部架有一个小平台，用于架设光杠杆。小平台的位置高低可沿立柱升降、调节、固定。三脚架的三个脚上配有三个螺丝，用于调节小平台水平。
光杠杆如图2所示，将一个小反射镜装在一个三脚架上，前两脚和镜子同面，后脚(或叫主杆、主脚)垂直镜架，其长度a可以调节。

❷ 大学物理实验报告-钢丝的杨氏模量测量

实验证明，E与试样的长度L、横截面积S以及施加的外力F的大小无关，而只取决于试样的材料。从微观结构考虑，杨氏模量是一 个表征原子间结合力大小的物理参量。

杨氏模量测量有静态法和动态法之分。动态法是基于振动的方法，静态法是对试样直接加力，测量形变。动态法测量速度快，精度高，适用范围广，是国家标准规定的方法。静态法原理直观，设备简单。

(2)测量杨氏模量的方法扩展阅读：

注意事项：

测量杨氏模量可以采用静态拉伸法，即选取一根细长的钢丝，沿长度方向施加外力使其伸长，假设外力为F，钢丝横截面积为S，钢丝原长为L，伸长量为ΔL, 则对钢丝施加的作用记为F/S，称之为应力，显然同样的力作用在不同横截面积的钢丝上，即便钢丝一样长，伸长量也不一样，

所以单位面积上的力显然更为合理，钢丝的变形用ΔL/L来表示，记为应变。对于钢丝，应力越大，应变越大，两者之间存在比例系数。

❸ 杨氏模量的测试方法

杨氏模量测试方法一般有静态法和动态法。
动态法有脉冲激振法、声频共振法、声速法等。
脉冲激振法：通过合适的外力给定试样脉冲激振信号，当激振信号中的某一频率与试样的固有频率相一致时，产生共振，此时振幅最大，延时最长，这个波通过测试探针或测量话筒的传递转换成电讯号送入仪器，测出试样的固有频率，由公式 计算得出杨氏模量E。
特点：国际通用的一种常温测试方法； 信号激发、接收结构简单，测试测试准确；
准确、直观。
声频共振法：指由声频发生器发送声频电信号，由换能器转换为振动信号驱动试样，再由换能器接收并转换为电信号，分析此信号与发生器信号在示波器上形成的图形，得出试样的固有频率f，由公式E=C1·w·f得出试样的杨氏模量。
特点：
--- 声频发生器、放大器等组成激发器；
--- 换能器接收信号，示波器显示信号；
---李萨如图形判断试样固有频率。
缺点：
--- 激发器结构复杂，必要时激发器需要与试样表面耦合，操作不方便；
--- 示波器数据处理及显示单一；
--- 可能存在多个李萨如图形，易误判；
--- 该方法不方便用于高温测试。
声速法：由信号发生器给出超声信号，测试信号在试样中的传播时间，得出该信号在试样中的传播速度ν，由公式E=ρ·ν^2计算得试样杨氏模量。
特点：
---超声波发生器及换能器组成激发系统；
--- 换能器转换信号；
--- 测试超声波在试样两平行面的传播时间差，计算声速。
缺点：
--- 激发器结构复杂，必要时激发器需要与试样表面耦合，操作不方便；
--- 时间差的信号处理点容易引入误差，只能得出近似杨氏模量；
--- 该方法不方便用于高温测试。
静态法
静态法是指在试样上施加一恒定的弯曲应力，测定其弹性弯曲挠度，或是在试样上施加一恒定的拉伸（或压缩）应力，测定其弹性变形量；或根据应力和应变计算弹性模量。
特点：
--- 国内采用的方法，国内外耐火行业目前还没制定相应的标准；
--- 获得材料的真实变形量 应力---应变曲线。
缺点：试样用量大；准确度低；不能重复测定。

❹ 金属材料杨氏模量的测定方法有哪些

杨氏模量是表征固体材料抵抗形变能力的重要物理量，是工程材料重要参数，它反映了材料弹性形变与内应力的关系，它只与材料性质有关，是工程技术中机械构件选材时的重要依据。
方法如下：
液压加力拉伸法及利用光杠杆的原理测量金属丝的微小伸长量，从而测定金属材料的杨氏模量。

❺ 拉伸法测杨氏模量的物理实验方法有哪些

用拉伸法测金属丝的杨氏模量实验中，金属丝长度，金属丝直径，反射镜面后支架长度，镜面到标尺表面距离，标尺刻度的变化量，这几个物理量的测量精度都对最后结果准确度的影响很大。

❻ 杨氏模量的测定各长度为什么可选用不同的测量仪器和方法

首先，杨氏模量长度的综合测量中，杨氏模量e要有三位有效数字
其次，计算结果的位数取决于各参与计算的数字的位数。在乘除计算中，计算结果的位数，与各参与计算的数字的位数最少者相同。例如：111.111*1.1＝12*10（即只保留有效数字2位。若不是最终结果，则多保留一位）。
因此，为了使杨氏模量e能有三位有效数字，所有参与计算的原始数字的位数，最少得三位。测定不同的长度量，选用不同的测量仪器和方法，就是为了这一点。如：金属丝的直径d约为零点几毫米，只能用千分尺（螺旋测微器）来测，才能测出三位有效数字。
杨氏模量是描述固体材料抵抗形变能力的物理量。当一条长度为l、截面积为s的金属丝在力f作用下伸长δl时，f/s叫应力，其物理意义是金属丝单位截面积所受到的力；δl/l叫应变，其物理意义是金属丝单位长度所对应的伸长量。应力与应变的比叫弹性模量。δl是微小变化量。杨氏模量（young's
molus），又称拉伸模量（tensile
molus）是弹性模量（elastic
molus
or
molus
of
elasticity）中最常见的一种。杨氏模量衡量的是一个各向同性弹性体的刚度（stiffness），
定义为在胡克定律适用的范围内，单轴应力和单轴形变之间的比。与弹性模量是包含关系，除了杨氏模量以外，弹性模量还包括体积模量（bulk
molus）和剪切模量（shear
molus）等。young's
molus
e,
shear
molus
g,
bulk
molus
k,
和
poisson's
ratio
ν
之间可以进行换算，公式为：e=2g(1+v)=3k(1-2v).

❼ 拉伸法测量金属丝的杨氏模量的基本原理是什么

拉伸法测量金属丝的杨氏模量的基本原理：
加一恒定的弯曲应力，测定其弹性弯曲挠度，或是在试样上施加一恒定的拉伸（或压缩）应力，测定其弹性变形量；或根据应力和应变计算弹性模量。

特点：
--- 国内采用的方法，国内外耐火行业目前还没制定相应的标准；
--- 获得材料的真实变形量 应力---应变曲线。
缺点：试样用量大；准确度低；不能重复测定。

❽ 测量杨氏模量

怎么了？

❾ 杨氏 模量的测量方法有哪几种本次实验采用何种方式

杨氏模量是描述固体材料抵抗形变能力的物理量。当一条长度为L、截面积为S的金属丝在力F作用下伸长ΔL时，F/S叫应力，其物理意义是金属丝单位截面积所受到的力；ΔL/L叫应变，其物理意义是金属丝单位长度所对应的伸长量。应力与应变的比叫弹性模量。ΔL是微小变化量。杨氏模量（Young's molus），又称拉伸模量（tensile molus）是弹性模量（elastic molus or molus of elasticity）中最常见的一种。杨氏模量衡量的是一个各向同性弹性体的刚度（stiffness）， 定义为在胡克定律适用的范围内，单轴应力和单轴形变之间的比。与弹性模量是包含关系，除了杨氏模量以外，弹性模量还包括体积模量（bulk molus）和剪切模量（shear molus）等。Young's molus E, shear molus G, bulk molus K, 和 Poisson's ratio ν 之间可以进行换算，公式为：E=2G(1+v)=3K(1-2v).
杨氏模量测试方法一般有静态法和动态法。
动态法有脉冲激振法、声频共振法、声速法等。
静态法是指在试样上施加一恒定的弯曲应力，测定其弹性弯曲挠度，或是在试样上施加一恒定的拉伸（或压缩）应力，测定其弹性变形量；或根据应力和应变计算弹性模量。