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.     

利用横向共振法对牛骨杨氏模量测定的讨论

一般的静态法检测某些材质的杨氏模量时,常因易碎(如陶瓷)、多孔疏松不能恢复(骨质等)等诸多原因难以准确测量。而较为精准的激光散斑法又比较复杂。动态实验方法测量材料的杨氏模量是力学研究分析的一个有力工具。文章采用横向共振法测定骨质的弹性模量,并用静态法(激光散斑法)来验证其准确性。结果表明横向共振法测得的牛骨杨氏模量与激光散斑法的结果基本吻合,且实验结果稳定,误差小,可以在较短时间内取得很有价值的数据。另外,还对样品在不同温度下的杨氏模量的测量作了分析。     

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。     

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…     

“舌簧片振动法”测杨氏模量

对材料的杨氏模量的测定历来是研究材料的力学性质以及结构的重要手段,因此,实验科学工作者在不断地探索用各种不同的实验方法来测量材料的杨氏模量,本文介绍国外（日本）常用的一种测量的方法－舌簧片振动法。     

测量声学材料复杨氏模量的传递函数方法

在噪声振动的隔离和阻尼处理中,测定声学材料,特别是粘弹性材料的动态杨氏模量和损耗因子具有重要意义.过去一般用悬臂梁或自由梁方法来测量,常用的仪器如B/K3930复模量仪、N-VES和Metravib粘弹谱仪等,这些方法各有特点,但都不能在频率域上连续测量.我们根据Pritz原理[1],新建了一套测量复杨氏模量的装置——传递函数法测量系统.本系统工作频率范围为60HZ至10kHz,在共振频率以上范围中,精度优于5%. 一、原理和设备 我们的测量装置是将一个矩形或圆柱形样品放在振动台上激振,样品顶部有一负载质量,测定系统的传递函数,就可确定材料的杨…     

开尔文电桥电路测量材料杨氏模量系统的实验设计与开发

本实验主要是应用开尔文电桥电路测微小电阻的原理,根据钢丝材料在受力的作用下,钢丝长度发生微小变化时其电阻也随之变化的关系,由相关理论推导出测量钢丝材料杨氏模量的计算公式,并提出了一种测量材料杨氏模量的方法。     

干涉法测量橡胶材料杨氏模量的研究

橡胶材料杨氏模量的常见拉伸测量方法是光杠杆法,本文通过劈尖干涉的方法测量出橡胶条在轴向拉力作用下直径产生的微小变化量,由材料的本身的泊松比、直径变化量与杨氏模量之间的函数关系式,通过多次实验测量数据减少随机误差,并且分析计算了杨氏模量的最佳估计值和不确定度,实验结果表明该方法测量得到的杨氏模量与理论值误差在1.5%左右,最大相对不确定度约为1.2%.     

CCD摄像型材料杨氏模量测量仪

叙述了利用电视显微技术测量材料杨氏模量的方法,介绍了研制的杨氏模量测量仪的使用方法及测结果评定。     

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。     

彩色数字全息测量杨氏模量

利用彩色数字全息系统获得哑铃形试件表面的三维形变场.通过试件线性区域的三维形变场计算得到的TC4钛合金材料的杨氏模量为90.79 GPa,同时,使用应变仪测量出该材料杨氏模量为99.05GPa.实验结果与传统应变仪检测结果接近,表明彩色数字全息测量材料杨氏模量的方法有效可行.该方法具有实时记录、全视场、非接触等特点,可以适应高温环境下材料服役过程中的实时检测.     

基于电加热法的金属丝杨氏模量温度特性测量

利用电加热方法实现金属丝温度变化,利用数字显微镜测量金属丝在不同温度和拉力情况下准确的拉伸长度数值,最终计算得到的金属丝杨氏模量和温度之间成线性递减关系。     

基于千分表的金属丝杨氏模量测量

本文介绍了利用千分表测量金属丝的杨氏模量的方法.该方法针对常见的拉伸法测量金属丝杨氏模量的不足,提出用千分表取代光杠杆装置,来测量金属丝受到拉伸时的微小伸长量.实验研究和分析发现,相比于常用的光杠杆法,用千分表测量的3种不同金属丝材料的微小伸长量,可以提高精度3个数量级;需要测量的相关物理量减少了两个,使杨氏模量的测量精度提高一个数量级.该方法还具有装置简单,测量快速和结果准确等突出优点.     

拉伸法测头发丝杨氏模量实验装置的改装

拉伸法测金属丝杨氏模量实验装置进行改装,使其能测出较小的杨氏模量.利用改装后的装置系统测量不同的人类头发丝的杨氏模量,实验结果显示人类头发丝的杨氏模量为2.05~4.86GPa,该数据与已有的光学方法测得的结果基本一致.该研究表明改装后的装置可用于头发丝及其它纤维等材料的较小的杨氏模量测量,有效拓展了原装置的应用范围.     

近距转镜杨氏模量仪

正大学物理实验材料力学专业实验同济大学物理实验中心仪器简介杨氏模量是表征材料力学性质的一个物理量,仅取决于材料本身的物理性质。根据胡克定律,在物体的弹性限度内,应力与应变成正比,比值被称为材料的杨氏模量。针对原有的一些拉伸法杨氏模量实验仪在测量金属丝长度形变时的不足,近距转镜杨氏模量仪提供了改进的测量方案,其优点包括:最大限度缩短望远镜与实验架的距离,便于实验者调节仪器;引入拉力传感器,使所加应力数值准确且连续可     

第一性原理研究Ir的热力学和弹性性质

基于准谐近似理论,运用第一性原理投影缀加波方法研究了Ir的热力学和弹性性质,得到Ir的声子谱、状态方程、热容、熵、焓和线膨胀系数,以及弹性常数、弹性模量、剪切模量和杨氏模量随温度的变化关系. 结果表明,计算的Ir声子谱和有限的实验测量结果一致;考虑电子对体系自由能贡献后计算的热容、熵、焓和线膨胀系数与实验值符合较好;在2600K时,Ir的电子定压热容占总定压热容的17%,因此在高温时电子对Ir定压热容的贡献是不能忽略的;理论预测的Ir室温下的弹性常数、弹性模量、剪切模量、杨氏模量和实验值测量值基本吻合,并随温度的增加而逐渐减小.     

第一性原理研究Ir的热力学和弹性性质

基于准谐近似理论,运用第一性原理投影缀加波方法研究了Ir的热力学和弹性性质,得到Ir的声子谱、状态方程、热容、熵、焓和线膨胀系数,以及弹性常数、弹性模量、剪切模量和杨氏模量随温度的变化关系.结果表明,计算的Ir声子谱和有限的实验测量结果一致;考虑电子对体系自由能贡献后计算的热容、熵、焓和线膨胀系数与实验值符合较好;在2600 K时,Ir的电子定压热容占总定压热容的17％,因此在高温时电子对Ir定压热容的贡献是不能忽略的;理论预测的Ir室温下的弹性常数、弹性模量、剪切模量、杨氏模量和实验值测量值基本吻合,并随温度的增加而逐渐减小.     

黏弹性材料的动态力学特性及其对覆盖层吸声性能的影响

本文利用标准化动态力学测量手段获得了某种高分子聚合物的动态杨氏模量,并根据时温等效原理对动态杨氏模量与声学测量在频段上的差异加以分析和转换,得到了500—7500 Hz频率范围内该黏弹性材料杨氏模量随频率变化的特性.基于所测得动态杨氏模量,采用有限元方法分析了均匀黏弹材料的吸声性能,并将仿真结果与样品声管实验数据进行对比,验证了测试所得参数的准确性.进一步仿真分析了含有局域共振结构的声学覆盖层吸声性能,并讨论了黏弹性材料的动态特性对其吸声性能的影响,提出了改进水声覆盖层低频宽带吸声特性的建议.     

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.     

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。