动态法测量固体材料的杨氏模量的一种新方法

结合双光栅对固体材料杨氏模量进行动态测量,激光通过达到共振的样品时,由双光栅将微弱的振动位移通过光拍信号放大,通过示波器输出拍频数,再利用Matlab对相应的拍频数和频率进行曲线拟合,确定样品的固有频率,从而得到一种测量固体样品的杨氏模量的新方法。     

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。     

利用霍耳位置传感器测杨氏模量

固体材料杨氏模量是综合性大学和工科院校物理实验中必做的实验之一。该实验可以学习和掌握基本长度和微小位移量测量的方法和手段。探讨了利用霍尔位置传感器的输出电压与位移量线形关系以测量杨氏模量微小位移量的方法。     

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。     

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。     

可调梯度磁场下霍尔位置传感器与弯曲法杨氏模量的测量

在利用霍尔位置传感器采用弯曲法测量杨氏模量实验中,由于梯度磁场线性范围小于2mm,要求实验中霍尔元件必须在限定的±2 mm内移动。若操作不当,霍尔元件进入磁场非线性区,会致使实验数据的不准确测量,导致实验误差偏大。所测量杨氏模量值相对误差往往高于10%,甚至会高达40%。针对实验中梯度磁场线性范围小导致测量误差大的问题,采用反亥姆赫兹线圈实现梯度可调节大范围均匀梯度磁场的构建对仪器进行改进。结果表明,改进后的实验装置显著提高了实验测量结果的精度,并可实现较易形变固体材料杨氏模量的测量,并且可方便研究较易形变固体材料的应力及应变的关系。     

声速测量仪使用新发现

介绍了用声速测量仪来测定固体的杨氏模量,并与教材中介绍的动态悬挂法测定固体的杨氏模量进行实验比较,结果更加简单、误差更小,并能一机多用。     

用超声背向散射谱定征柱状固体的弹性常数

根据流体中圆柱固体对超声波的背向散射谱与固体弹性参数的密切关系,本提出了材料弹性参数测量的一种新方法－超声背向散射谱法;测量了铜合金杆和铝合金杆的超声背向散射谱,并反演得到了它们的杨氏模量和泊松比。和传统的静力学方法相比,超声背向散射法测得的数据较精确,且对被测材料不会造成任何损伤。     

螺旋测微计在测量金属杨氏模量中的应用

本根据拉伸法测量金属杨氏模量的原理,对利用螺旋测微计测量金属杨氏模量的方法做了可行性分析,并在此基础上设计出一套完整的借助螺旋测微计测量金属杨氏模量的方法。     

光的衍射法测量杨氏模量

拉伸法测量金属丝杨氏模量的关键是如何测准金属丝在拉力作用下的微小伸长量。本文利用光的衍射法可以较精确地测量长度变化这一特点，对钢丝的杨氏模量进行了测量，给出测量杨氏模量的一种新方法。     

驻波法测杨氏模量及误差分析

驻波法运用驻波原理,采用人为控制金属丝形变,测出金属丝驻波基频,得出其张力,从而求出金属丝杨氏模量.相对传统方法,驻波法避免了金属丝直径和形变的测量,其不确定度基本上仅由千分尺精度决定,故而具有操作简单,测量准确度高的特点.     

移测显微镜在测量金属杨氏模量中的应用

本分析了移测显微镜的测量精密度,根据拉伸法测量金属杨氏模量的原理,设计了一套应用移测显微镜测量金属杨氏模量的方法。     

直流双臂电桥在测定金属杨氏模量中的应用

本阐述了QJ44型直流双臂电桥的适用范围及测量原理,将对长度及长度增量表示的金属杨氏模量公式换算成以电阻及电阻增量表示的杨氏模量公式。从而通过测量金属丝拉伸前后的电阻值,计算出金属杨氏模量。     

The influence of defects on the effective Young’s modulus of a defective solid

It is difficult to establish structure-property relationships in a defective solid because of its inhomogeneous-geometry microstructure caused by defects. In the present research, the effects of pores and cracks on the Young’s modulus of a defective solid are studied. Based on the law of the conservation of energy, mathematical formulations are proposed to indicate how the shape, size, and distribution of defects affect the effective Young’s modulus. In this approach, detailed equations are illustrated to represent the shape and size of defects on the effective Young’s modulus. Different from the results obtained from the traditional empirical analyses, mixture law or statistical method, for the first time, our results from the finite element method (FEM) and strict analytical calculation show that the influence of pore radius and crack length on the effective Young’s modulus can be quantified. It is found that the longest crack in a typical microstructure of ceramic coating dominates the contribution of the effective Young’s modulus in the vertical direction of the crack.     

Combining Brillouin spectroscopy and laser-SAW technique for elastic property characterization of thick DLC films

Surface Brillouin spectroscopy (SBS) has been widely used for elastic property characterization of thin films. For films thicker than 500 nm, however, the wavelength of surface acoustic wave in the frequency range available for SBS is smaller than film thickness, and the SBS measures only the Rayleigh wave of the film. The laser-SAW technique, on the other hand, measures only the low-frequency portion of the surface acoustic wave dispersion and can estimate only one elastic modulus of the film (typically Young's modulus). In this work, we have combined the two methods to determine both Young's modulus and Poisson's ratio of a diamond-like carbon (DLC) film. It was found that reasonable estimates can be obtained for the longitudinal wave velocity, shear wave velocity, and Young's modulus of the film. The Poisson's ratio, however, still has a relatively large measurement error.     

电桥法测杨氏模量的实验研究

本文引入了电桥法测量杨氏模量,用自制平行板电容器对传统的实验装置进行改进,用电容的变化来表征微小位移的变化,通过实验原理、误差分析,结合测量结果,由此给出了一种测量杨氏模量的新的方法.     

LY-12铝高温凝聚态动力学性质研究——高温弹性模量的测定

 金属材料的高温动态力学性能是材料科学领域中的重要方面。本文介绍LY-12合金铝在常温至450 ℃的温度区间内和动载下（应变率为10³/s），材料弹性模量的研究。此项研究采用的试验装置为一维Hopkinson压杆及管式高温炉。应用一维弹性应力波传播理论，测得LY-12铝试件在不同温度T条件下的声速c(T)，按照c(T)=[E(T)/ρ(T)]^1/2，获得杨氏模量E(T)随温度的变化曲线。     

冲击载荷下Al2O3抗弹陶瓷的力学性能实验研究

 通过静力学实验得到了Al₂O₃抗弹陶瓷的弹性模量和泊松比。通过一维平面撞击实验，在Al₂O₃抗弹陶瓷材料中进行了冲击波速度、飞片速度的测量和纵向应力、横向应力测量，得到了Al₂O₃抗弹陶瓷的冲击波D-u_p关系，以及抗弹陶瓷在3~11 GPa压力范围内相应的横向应力和纵向应力关系曲线，并根据这一曲线得到了抗弹陶瓷的纵向应力与剪切强度的关系。