金属丝力学性能测试的设计性实验

将金属丝力学性能测试实验引入设计性物理实验,自组手工加载机构,再配以力传感器和位移传感器,构成手工测量应力和应变及其关系的仪器.利用该试验装置对金属丝进行了测试,得到了应力-应变曲线和屈服强度、强度极限、延伸率等力学指标.     

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.     

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     

拉伸法测硅胶力学性能

利用拉伸法简单的测量硅胶加载卸载时轴向伸长量和横向伸长量.通过matlab最小二乘法对数据拟合,得到了硅胶应力-应变曲线、3种不同定义的杨氏模量、泊松比和应力-应变滞后回线.实验方法简单,测量容易,数据分析所得结果较多.对大学物理实验教学和相关科研有一定的实用价值和意义.     

杨氏模量测量的研究性与综合性实验设计

通过测量悬臂梁自由阻尼振动频率等参数来计算梁状材料的杨氏模量.实验通过精心设计,涉及并运用了力传感器、惠斯通电桥、数字存储示波器、计算机接口、快速傅里叶变换和LabVIEW虚拟仪器等知识和内容.     

拉压实验装置平台下金属材料杨氏模量的测量

本文主要介绍拉压实验装置平台的设计与构造,以及在该平台下利用拉压力传感器和电阻应变片传感器测量金属应变应力的原理和方法,从而进一步计算金属材料的杨氏模量.     

YSML-2015型 引伸计法杨氏模量测定仪

正YSML-2015型引伸计法杨氏模量测定仪(高精度数显式),是供各个大学物理教学实验中心使用的一种新型教学仪器,通过该仪器可以准确测定金属丝的杨氏模量。该仪器测量精度≤1%,满足国家标准GB/T228.1-2010《金属材料拉伸试验第一部分:室温试验方法》的要求。该仪器采用拉力传感器,变型传感器(引伸计)和高精度测量数显表组成,可对金属丝拉力和变形伸长量数显直接读数。测量数据直观方便,准确性好,重复性好,可靠性高。与教科书中常见金属的杨氏模量标准数据保持一致。     

使用PSD位置敏感传感器测量固体材料的杨氏模量

设计了基于PSD位置敏感传感器的杨氏模量测定装置,采用PSD及光杠杆放大系统,测量了加载情况下金属丝的微小伸长量及杨氏模量.采用传感器及放大电路取代人眼与望远镜获取数据,消除了测量中的人为因素影响.     

拉伸法测Vicryl缝合线的力学性能

在FD-YC-II型杨氏模量测定仪的基础上,用JCD3型读数显微镜代替JC10型读数显微镜.在室温下利用拉伸法测1-0型Vicryl缝合线加载卸载时的轴向伸长量,得到了Vicryl缝合线的应力-应变曲线、拉伸强度为518.824 MPa、断裂伸长率为14.087%、屈服应力为76.8 MPa、屈服应变为1.57%,杨氏模量为81.505 MPa.最后测定了Vicryl缝合线的应力-应变滞后回线.     

充水黏弹性管道的频散曲线计算分析

针对谱方法分析计算充水黏弹性管道的广义特征值问题,根据Chebyshev多项式及微分矩阵、位移和应力连续条件,将波动方程离散为相应的线性方程。利用MATLAB数值编程计算充水弹性和黏弹性管道对应频率下的轴对称纵向导波频散曲线和衰减曲线。分析表明,波在黏弹性管道中传播不仅具有衰减特性,而且由于水和黏弹性壳体交叉耦合作用,在一定频率范围内产生两种截断模态。     

组织内包膜微泡声空化动力学及其力学效应分析

声空化机械效应是聚焦超声治疗的重要物理机制.以脂类包膜微泡/纳米相变液滴为空化核可显著地增强空化效应,本文耦合空化动力学、组织和脂类包膜黏弹性模型,构建了组织内脂类包膜微泡声空化动力学模型,数值分析了微泡声空化动力学行为以及周围组织内机械应力的时空分布规律,并探究了包膜材料、组织黏弹性和驱动声压等关键参数的影响.包膜和组织黏弹性都将抑制微泡振动,但组织黏弹性的抑制作用更大.组织内机械应力在膨胀阶段为挤压应力,而在收缩阶段和反弹初始阶段为拉伸应力,且应力局部分布于微泡壁附近,随着距离增大而显著减小,其中拉伸应力衰减率明显更大.包膜黏弹性可减小应力,但声压较大时,应力减小可忽略不计.应力随着组织弹性增大而减小,随着组织黏度增大而先增大后减小,随着声压增大而增大.本研究可为进一步阐释聚焦超声治疗中组织机械损伤的内在机制奠定重要理论基础.     

光纤光栅三维应力传感器的设计与实现

以光纤光栅为敏感元件,设计并实现了一种基于圆柱结构的三维应力传感器.该传感器由三个光纤布喇格光栅等角度粘贴在圆柱体探头而实现.对这种三维传感器应用材料力学理论进行了传感原理的推导与分析,并进行了任意方向上应力大小的传感测量实验.实验表明:这种传感器可以准确测量三维空间任意方向的应力大小及方向,测量线性度高;在0-5N的测量范围内,误差不超过±1.58%,分辨率为9.2×10-3N.     

金属丝杨氏模量测量装置的设计

基于迈克尔逊干涉原理设计了金属丝杨氏模量的测量装置。在金属丝上施加持续而又均匀增加的力,引起金属丝细微伸长,通过灵敏杠杆带动移动镜的移动,从而引起光屏上干涉圆环数目的变化;用一种光电传感器捕捉干涉圆环的光强信号,将光信号转换为电信号,再通过模数转换,精确算出干涉圆环的条数,就可以实现对金属丝微小伸长量的测量。采用Origin软件处理实验数据,避免了人为因素所造成的误差,智能化计算出金属丝的杨氏模量。     

含有缺陷3C-SiC陶瓷拉伸性能的分子动力学模拟

SiC纤维增韧SiC基复合材料(SiC_f/SiC)由于其优越的性能而成为新一代核能系统重要候选材料之一.材料中的缺陷会使材料的力学性能发生变化,本文运用分子动力学程序LAMMPS模拟计算了分别含有空位、微空洞和反位替代三种缺陷的3C-SiC结构体系沿[100]方向的拉伸变形过程,原子间相互作用采用Tersoff多体势描述.通过模拟得到不同缺陷体系的应力—应变曲线和拉伸过程中体系能量,通过分析应力-应变曲线,得到了不同缺陷体系的杨氏模量、断裂应变、拉伸强度随缺陷"浓度"的变化关系,最后分析了3C-SiC拉伸断裂机理.研究结果表明,空位和微空洞对杨氏模量、拉升强度的影响类似,都是随着缺陷"浓度"的增加而减小,反位替代缺陷使体系的杨氏模量随缺陷"浓度"的增加而增大.     

横梁弯曲衍射法测杨氏模量实验仪的研制

弯曲法测杨氏模量实验中,对测试对象施加稳定的拉力及对横梁挠度变化进行精确的测量是实验能否取得成功的关键.横梁弯曲衍射法测杨氏模量实验仪通过螺旋加力装置配合拉力传感器实现了对拉力的连续、稳定控制并利用单缝衍射原理精确测量横梁挠度的变化,经过反复实验证明具有较高的测量精度.     

巨磁电阻传感器在物理实验中的应用

将AA002巨磁电阻器件和小磁钢组合成巨磁电阻位置传感器,用于测量物体的悬置位置和液面高度,并应用于大学物理实验中,测量钢片的杨氏模量和小钢珠的体积.实验结果表明,所设计的巨磁电阻位置传感器,使用方法简便,灵敏度高,分辨率高,测量精度高,实用性强,成本低,适合在大学物理设计性实验中推广应用.     

基于CSY-998型传感器研究钢丝杨氏模量

基于传统的用拉伸法测量钢丝的杨氏模量实验,利用CSY-998型传感器平台研究钢丝杨氏模量,一方面是对电桥法中电阻式应变传感器的实际应用,另一方面通过与其它实验方法的比较,对学生拓展思维、创新实验也起到了较好的作用。     

基于拉伸法测量金属丝杨氏模量的实验研究

金属丝杨氏模量测定是大学物理实验中重要实验之一,该实验综合训练学生基本测量、数据处理、测量技巧等物理实验技能。本文对原有教学内容进行了一定的扩展,从方法上,提出附加参照尺方法测量镜尺间距和金属丝长度这两个较难准确测量的长度量,提高测量精度;从内容上,通过增、减砝码时相同应力对应不同应变的特点,拓展材料弹性滞后性能的研究内容;从数据处理方面,借助Origin软件分别采用最小二乘法和逐差法对数据进行处理,得到的杨氏模量数值分别为1.875 20×10~(11)Pa和1.879 18×10~(11)Pa,两者的相对误差仅为2%。     

利用反射式光纤位移传感器测量钢丝的杨氏模量

利用反射式光纤位移传感器在输出电流为20 m A的条件下,选用线性度较好的1.10～1.65mm位移区曲线为定标曲线,测量钢丝在加载情况下的微小伸长量,计算钢丝的杨氏模量。与光杠杆法相比较,测量误差小,准确度高。     

光纤光栅三维应力传感器的设计与实现

以光纤光栅为敏感元件,设计并实现了一种基于圆柱结构的三维应力传感器.该传感器由三个光纤布喇格光栅等角度粘贴在圆柱体探头而实现.对这种三维传感器应用材料力学理论进行了传感原理的推导与分析,并进行了任意方向上应力大小的传感测量实验.实验表明:这种传感器可以准确测量三维空间任意方向的应力大小及方向,测量线性度高;在0-5N的测量范围内,误差不超过±1.58%,分辨率为9.2×10－3N.