杨氏弹性模量测量实验综述

杨氏弹性模量(简称杨氏模量)是固体材料的固有属性之一,也是工程技术设计领域常用的参数之一。从实验教学角度而言,杨氏模量测量实验是国内大多数高校大学物理实验课程所开设的必选实验之一,也是全国高等学校物理基础课程青年教师讲课比赛实验题目规范表中的题目之一。本文系统地综述了目前关于杨氏模量测量实验的4大类测量原理,包括静态拉伸法、动态共振法、梁弯曲法,以及超声波测量法等。进一步针对每一大类测量原理,本文还对已报道的各种实验测量方法及其测量精度进行了总结,同时评论了各种方法的优缺点。希望本文的综述结果能对我国高校开展杨氏模量测量实验的教学工作提供参考,同时也为计划参加讲课培训展示的青年教师提供借鉴作用。     

弯曲共振法测量材料的杨氏模量实验改进

针对共振法测量杨氏模量实验中存在精确度和获取共振频率上的不足,在原装置中增加高度调节装置和水平仪,通过实验操作对共振阶数进行判断.实验结果证明选用共振二阶型态测量杨氏模量较有优势.     

用打点计时器做激发源测量杨氏模量

在用动态法测量杨氏模量实验中,在钢丝一端固定另一端自由的边界条件下,使用打点计时器作为激发源使钢丝进行横向受迫振动,当共振发生时将形成稳定的驻波,依据共振频率与材料杨氏模量的关系可以测定均匀棒状材料的杨氏模量.     

动态法测量固体材料杨氏模量

本文使用动力学共振法分别对白钢、黄铜和玻璃的杨氏模量进行测量分析,得到了较好的实验结果,三种材料的杨氏模量均接近其真实值。     

数字激光散斑照相技术测金属杨氏模量

介绍了利用数字激光散斑照相技术测量了金属细丝的杨氏模量的方法.该方法将激光散斑随着金属丝的伸长而变化的过程用数字记录设备(CCD)拍摄下来,通过计算机程序对采集到的图像进行处理,并获得2张激光散斑图的干涉条纹,从而得到金属细丝伸长量并计算出相应的杨氏模量.该技术能够实现金属材料杨氏模量的自动测量,保证了测量过程的快速稳定,提高了测量精确度.     

基于MATLAB的最小二乘法处理杨氏模量测量数据的研究

分析了支撑共振法测量固体材料杨氏模量的实验原理,用最小二乘法代替外延法处理测量数据,给出MATLAB数学软件具体处理程序,运行得到试样基振频率并直接求出其杨氏模量以及相对误差,大大的简化了实验的计算处理过程并且减小了实验误差。     

测定钢丝杨氏模量的实验方案研究

针对静态拉伸法测杨氏模量的实验方法,改进钢丝微小伸(缩)量的测量方案,选用一次性增(减)砝码的测量方案,使钢丝得到充分的拉伸(或收缩).由光放大原理分析,合理选择负重砝码,适度控制光杠杆镜面与望远镜的距离,使得望远镜中标尺刻度变化量的测量质量进一步提高.通过实验原理及其不确定度分析,结合测量数据,用置信概率为95%的不确定度对测量数据及杨氏模量的实验结果进行分析与评定,能得到更加合理的实验结果.     

Origin在共振法测量固体材料的杨氏模量实验数据处理中的应用

基于动力学共振法测量固体材料的杨氏模量实验,为了求得更为精确的金属材料杨氏模量,采用Origin软件的多项拟合(Fit Polynomial)、微分(Differentiate)和由X(Y)值求Y(X)值(Find X(Y)from Y(X))功能处理实验数据,操作简单,精确直观。     

基于ANSYS的共振频率分析及实验研究

由共振法测量杨氏模量的实验思想,采用有限元分析软件ANSYS14.0对铜质细长棒进行了模态分析及谐响应分析,获得了前三阶振动模态的共振频率及振型;通过施加载荷后的谐响应曲线,获得前三阶共振峰,将数值仿真结果与理论求解及实验结果进行对比,结果是一致的。     

基于虚拟仪器的杨氏模量实验中共振频率的测量

在共振法测量杨氏模量实验中,为了获得更精确的共振频率,使用基于声卡的虚拟信号发生器代替FB209动态杨氏模量测试仪,用虚拟示波器代替普通示波器,提高了测量信号的精度,帮助学生更好地理解和掌握实验.     

金属管杨氏模量与温度关系的实验研究

采用动力学共振法测量不同管径金属管的共振频率,运用origin软件对实验数据进行二次函数拟合,代入管状材料杨氏模量的计算公式得到试样的杨氏模量。通过加热控温设备改变金属管温度,研究金属管杨氏模量与温度的关系。实验结果表明金属管杨氏模量的大小与温度成线性关系。     

介绍四台物理实验仪器

1　ＹＭ型系列动态杨氏模量实验仪简介[1] 仪器分三种型号 ,以适应不同层次的教学需要 弯曲共振法适用范围广 (不同的材料和不同的温度 )、实验结果稳定、误差小 ,是世界各国广泛采用的测量方法 悬丝耦合弯曲共振法被规定为我国金属材料杨氏模量的标准测量方法 标准号为ＧＢ 1 5 86 79 本实验是一个综合性 ,同时包含两个设计性的物理实验 学时 2～ 4学时 测量精度高 ,既可用于教学实验 ,也可用于科研测量 2　ＷＦ型系列金属电子逸出功测定仪 仪器分两种型号 ,以适应不同层次的教学需要 仪器可用于测定金属电子逸出功 ;研究二极…     

固体材料在高温下的杨氏模量的测定

前　言 目前各高等学校的普通物理实验中,几乎都开“金属材料杨氏模量的测定”这个实验.它是将力加在试样上,测出相应的应力和应变,从而计算出杨氏模量来.这种方法属于静态法通常用于大变形和常温下的测量,它的缺点是由于载荷大、加载速度慢.含有弛予过程,它不能很真实地反映材料内部结构的变化.对脆性材料也难以用静态法测量,也不能测量高温下材料的杨氏模量.本文介绍的动态法可以克服上述缺点,具有实用价值[1]。 本实验的基本方法是将一根试样(圆棒或矩形棒)用两根悬线悬挂起来并激发它作横振动,在一定条件下试样振动的固有频率取决于它的…     

动态法测量杨氏模量实验中的弹性各向异性

在动态法测量杨氏模量实验中,圆柱形样品的弹性各向异性导致原本简并的2个本征态的本征频率出现微小的劈裂.只考虑最低的2个共振模式,利用瑞利-里兹方法计算了共振频率与悬挂点以及悬挂角度的依赖关系.所得包含的4个参量(f0,r,α,θ0)共振频率表达式可以很好地拟合实测结果.基于该表达式,给出了计算杨氏模量的方法.     

杨氏模量的实验研究

1实验装置 传统静态法对杨氏模量测量[1]的缺点是载荷大、含有弛豫过程,不能真实地反映材料内部结构的变化.在脆性材料和不同温度下的杨氏模量的测量中都会受到限制.     

静态拉伸法测金属丝杨氏模量实验探究

静态拉伸法测量杨氏模量是大学物理实验教学中的一个重要的力学实验,文章中就此实验的几个问题进行了探究。     

新型杨氏模量自动测量仪的探索与实践

主要介绍了根据动态法测量原理设计的新型杨氏模量自动测量仪,此仪器创新性地采用全自动扫频技术,实现了金属材料杨氏模量的全自动测量,并且增加了虚假共振的判断和品质因素的测量,提高了测量结果的可靠性.     

定标法求钢丝杨氏模量的实验研究

针对静态拉伸法,依据光放大原理,采用一次性增(减)砝码的测量方案,使钢丝充分地拉伸(或收缩),反复读取标尺刻度值来测定钢丝的微小伸(缩)量,由实验原理及其不确定度的分析,结合测量数据,应用Spss分析给出标尺刻度变化量与其所加砝码质量的定标曲线.选定砝码质量,用定标曲线标定出刻度尺的变化量,最终计算出钢丝的杨氏模量.用置信概率为95％的不确定度对实验数据进行分析与评定,能得到更加合理的实验结果.     

固体杨氏模量实验光学系统的改进

测量杨氏模量的方法很多,如静态拉伸法、梁的弯曲法等.通常当采用静态拉伸法测量金属丝做小的伸长量时,应用了光杠杆的放大原理.测量装置如图1所示.     

悬丝耦合音频共振法的原理与检验

提出了悬丝耦合音频共振的实验方法,用来测定材料的杨氏模量、剪切模量和泊松比,并分析了测量误差来源,进而运用此方法测定了25号碳钢(退火)的杨氏模量和剪切模量.