拉伸法测杨氏模量实验报告

admin 泰里仪器网 2024-10-10 04:40 0 阅读

一、拉伸法测杨氏模量实验报告

拉伸法测杨氏模量实验报告

引言:

拉伸法测杨氏模量是材料力学实验中常用的一种方法,用于研究材料在受力下的变形特性及强度。本实验旨在通过拉伸试验,测量材料的应力-应变关系,进一步计算杨氏模量。

实验步骤:

1. 实验样品准备:

选取一块具有一定长度和宽度的材料样品,根据实验要求切割成标准的试样。

2. 安装试样:

将试样夹持在拉伸试验机的夹具上,确保试样处于水平和垂直拉伸方向。

3. 建立测力装置:

将测力元件连接到拉伸试验机上,并通过电子测力计测量拉伸力。

4. 设置试验参数:

根据试样的材料和尺寸,设置拉伸试验机的初始参数,如拉伸速度、加载方式等。

5. 进行拉伸试验:

启动拉伸试验机,开始加载试样,记录试验过程中的拉伸力和位移数据。

6. 绘制应力-应变曲线:

根据试验数据,计算每个数据点的应力和应变值,然后绘制应力-应变曲线。

7. 计算杨氏模量:

根据应力-应变曲线的斜率,使用杨氏模量的定义公式计算材料的杨氏模量。

实验数据处理:

通过拉伸试验得到的应力-应变曲线如下:

根据上述曲线,我们可以计算材料的杨氏模量。首先,选择曲线上的两个点,计算其对应的应力和应变值。然后,根据以下公式计算杨氏模量:

杨氏模量 = 斜率 × 原始长度 / 原始截面积

其中,斜率表示应力-应变曲线在线性区段的斜率,原始长度表示试样的初始长度,原始截面积表示试样的初始截面积。

根据实验数据,我们选择曲线上的两个点为A和B:

  • 点A:应力 = 100 MPa,应变 = 0.001
  • 点B:应力 = 200 MPa,应变 = 0.002

假设试样的初始长度为10 cm,初始截面积为2 cm²。

根据以上数据,可以计算得到杨氏模量:

杨氏模量 = (200 MPa - 100 MPa) / (0.002 - 0.001) × 10 cm / 2 cm² = 500 GPa

结论:

通过拉伸法测量,我们成功得到了材料的应力-应变曲线,并计算出杨氏模量为500 GPa。

杨氏模量是材料力学性质的重要参数,它衡量了材料在受力下的刚度和弹性特性。该实验结果对于材料的设计和工程应用具有重要意义。

值得注意的是,不同材料的杨氏模量可能会有很大的差异。因此,在实际工程中选择合适的材料时,需要考虑杨氏模量的特性。

希望通过本实验的介绍,读者们对拉伸法测杨氏模量有了更深入的了解,并能够正确运用这一实验方法进行材料力学性质的研究。

二、霍尔传感器测杨氏模量逐差法的优点?

1、 霍尔传感器可以测量任意波形的电流和电压,如:直流、交流、脉冲波形等,甚至对瞬态峰值的测量。副边电流忠实地反应原边电流的波形。而普通互感器则是无法与其比拟的,它一般只适用于测量50Hz正弦波;

2、 原边电路与副边电路之间有良好的电气隔离,隔离电压可达9600Vrms;

3、精度高:在工作温度区内精度优于1%,该精度适合于任何波形的测量;

4、线性度好:优于0.1%;

5、宽带宽:高带宽的电流传感器上升时间可小于1μs;但是,电压传感器带宽较窄,一般在15kHz以内,6400Vrms的高压电压传感器上升时间约500uS,带宽约700Hz。

6、测量范围:霍尔传感器为系列产品,电流测量可达50KA,电压测量可达6400V。

三、霍尔效应测杨氏模量逐差法?

逐差法适用的条件为自变量等间隔变化(如在丝杆或螺旋测微器上等间隔的读取数据),且函数关系为线性。当函数关系为非线性是,不能用逐差法处理。另外,一定要记住,在运用逐差法时要将等间隔测量的数据前后对半分两组,这样计算的结果较为准确。

四、用拉伸法测杨氏模量实验报告结论?

拉伸法测杨氏模量的实验报告结论是可以得出准确的杨氏模量值的。这是因为拉伸法是一种能够在材料受力时进行测量的实验方法,适用于各种不同类型的材料,包括金属、塑料和橡胶等。其测量结果具有非常高的准确性。此外,这种测试方法还可以提供材料的许多其他方面的信息,例如弹性模量、屈服强度等等。但需要注意的是,在进行实验之前需要正确选择测试材料的标样,选取合适的测试设备,以及进行严格的数据处理和分析,以确保得到准确的测试结果。

五、霍尔传感器测杨氏模量的误差来源?

误差产生的主要原因:根据杨氏弹性模量的误差传递公式可知,1、误差主要取决于金属丝的微小变化量和金属丝的直径,由于平台上的圆柱形卡头上下伸缩存在系统误差,用望远镜读取微小变化量时存在随机误差.2、测量金属丝直径时,由于存在椭圆形,故测出的直径存在系统误差和随机误差.3、实验测数据时,由于金属丝没有绝对静止,读数时存在随机误差.4、米尺使用时常常没有拉直,存在一定的误差.

六、霍尔传感法测简谐振动的实验报告?

实验报告:霍尔传感法测简谐振动的测试过程,每次的测试结果,以及最后的总结果。

七、霍尔位置传感器测定杨氏模量实验现象和条件描述?

1.拉伸法测量杨氏模量

◆原理:本实验采用光杠杆放大法进行测量。弹性杨氏模量是反映材料形变与内应力关系的物理量,实验表明,在弹性范围内,正应力(单位横截面积上垂直作用力与横截面积之比,)与线应变(物体的相对伸长)成正比,即

这个规律称为虎克定律。式中的比例系数称为杨氏模量,单位N/m2。

◆提问:一个不规则形状的刚性材料,应该如何测量其杨氏模量?

◆提问:拉伸法测量杨氏模量,除了用光杠杆法测量钢丝的微小伸长量之外,还需要什么测量工具?

◆公式:,式中叫做光杠杆的放大倍数。

2.测量圆环的转动惯量

◆结构:三线摆是上、下两个匀质圆盘,通过三条等长的摆线(摆线为不易拉伸的细线)连接而成。

◆原理:三线摆的摆动周期与摆盘的转动惯量有一定关系,所以把待测样品放在摆盘上后,三线摆系统的摆动周期就要相应地随之改变。这样,根据摆动周期、摆盘质量以及有关的参量,就能求出摆动系统的转动惯量。

◆公式:

◆学生在实验过程中容易出现的问题:

1.三线摆、扭摆没有调水平;

2.测量转动惯量时摆角大于5度;

3.光电门的摆放位置不是在三线摆、扭摆的摆动时平衡位置附近;

4.在拉伸法测量杨氏模量实验中,学生误将望远镜的读数看成是钢丝的伸长量。

八、光杆法测杨氏模量原理?

杨氏弹性模量反映了材料的刚度,是度量物体在弹性范围内受力时形变大小的因素之一,是表征材料机械特性的物理量之一。

九、伏安法测电阻实验报告?

实验报告:伏安法测电阻

一、实验目的

学习并掌握伏安法测电阻的基本原理。

通过实际操作,提高实验技能和动手能力。

理解电路中电压、电流、电阻的关系,加深对欧姆定律的理解。

二、实验原理

伏安法测电阻是基于欧姆定律的测量方法。欧姆定律指出,在恒定温度下,电路中电阻的电压与电流成正比,即 V=IR。通过测量电路中的电压和电流,可以计算出电阻的值。

三、实验步骤

准备实验器材:电源、电流表、电压表、待测电阻、导线等。

搭建电路:将电源、待测电阻、电流表、电压表按照正确的顺序连接起来。

开启电源,记录电流表和电压表的读数。

改变电源电压,重复步骤3,至少获取三组数据。

关闭电源,拆卸电路。

根据测量数据,计算待测电阻阻值。

四、实验数据及分析

序号 电压(V) 电流(A) 电阻(Ω) 平均电阻(Ω)

1

2

3

根据实验数据,计算出待测电阻的平均值。平均电阻的计算公式为:平均电阻 = (R1 + R2 + R3) / 3。通过比较实际测量得到的电阻值与理论值,分析误差产生的原因。

五、实验结论

通过本次实验,我们掌握了伏安法测电阻的基本原理和操作方法。

通过实际操作,我们发现实际测量得到的电阻值与理论值存在一定的误差。误差可能来源于测量设备的精度问题、环境因素、人为操作误差等。为了减小误差,可以采取更精

十、波传播法测杨氏模量原理?

超声表面波方法测量薄膜杨氏模量依据的原理是:超声表面波在薄膜/基底的分层结构中传播时是色散的,表面波波速除了与频率有关,还与薄膜的厚度、密度、弹性常数、残余应力以及基底材料的密度、弹性常数有关。通过改变程序中的杨氏模量值,进而得到一系列理论频散曲线,将理论频散曲线与实验频散曲线进行匹配,最后利用最小二乘法逼近求得所测薄膜的杨氏模量。在之前研究中,通常采用理想模型来获得理论频散曲线,在理想模型中,利用薄膜的二阶弹性常数,从波动方程出发,通过格林函数和矩阵法求解声表面波在薄膜中传播的理论频散曲线,而未考虑到残余应力对理论频散曲线的影响。本发明基于声弹性理论,引入包含残余应力的等效弹性常数替代理想模型中的二阶弹性常数,建立考虑残余应力影响的残余应力模型,研究不同残余应力作用下的理论频散曲线变化规律,以及残余应力对薄膜杨氏模量测量的影响,提出一种计算理想模型适用范围的计算方法,在该范围内残余应力对薄膜杨氏模量测量的影响小于5%,可忽略不计,进而提供一种声表面波表征薄膜杨氏模量的优化方法。

The End
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