动态法测量金属杨氏模量

1、大学物理模拟实验动态方法测量杨氏模量类：名称：名称：杨氏模量测量的动态方法一、实验目的1.学习用动态悬挂法测量金属材料的杨氏模量。培养学生综合使用物理实验设备的能力。3.详细了解如何使用信号发生器和示波器。二、实验原理悬挂方法是将样品(圆形杆或矩形杆)挂在两条悬挂线上，从而引起横向振动。特定条件下样例振动的自然频率取决于几何图元、尺寸、质量和杨氏模量。在实验中，通过在不同温度下测量样品的固有频率，可以计算不同温度下样品的杨氏模量。基于杆的横向振动方程(1)表达式中杆的密度，S是杆的截面面积，惯性矩(取决于截面的形状)，E是杨氏模量。解这个方程，得到圆棒(见附录)型式中：杆长度；条形的直径。为了

2、棍子的质量，取样共振频率。对于矩形条：格式中：以及矩形条的宽度和厚度。为了棍子的质量，取样共振频率。在国际单位制中，杨氏模量的单位是。本实验的基本问题是在一定温度下测量试件的固有频率。实验中使用了图1所示的设备。信号发生器输出的同正弦波信号被添加到转换器(I)中。通过交换器将电信号转换为机械振动，然后在弦上将机械振动传递给样品，使试样横向振动。诗篇另一端的弦将机器振动传递给交换机(II)，此时机器振动又变成电信号。这个信号放大后发送到示波器显示。数字频率计用于测量信号发生器的信号频率。当信号发生器的频率与样品的固有频率不相等时，样品不发生共振，示波器几乎没有波形或波形。当信号发生器的频率等于样

3、品的固有频率时，样品共振发生，示波器的波形突然增加。在这种情况下，从频率计读取的频率是该温度下样品的共振频率。将此值赋值为(3)或(4)格式，可以在该温度下计算杨氏模量。不断改变炉子的温度，可以徐璐在不同的温度下测量杨氏模量。三、实验设备悬挂测量装置、温度变化装置、支撑式测量支架、电力函数信号发生器、示波器。四、实验内容1.测量前准备：在实际实验中，必须进行样品几何尺寸和质量测量。样品通常为1095-10毫米、140-200毫米长、其他矩形、正方形、正方形、圆柱形(均匀样品)、金属或非金属。清洗样品后，用卡尺测量长度，连续三次平均。然后，将样品沿直径方向6或10分割，用螺旋微计测量直径的平均值

4、，用物理天平测量质量。可以从模拟实验中自动获取此数据(在实验操作中，任务窗格的右上角显示了正在使用的采样的数据)。然后，必须使用相应的数据估计样品的谐振频率范围。如果不缩小查找范围，很容易遗漏这个共振点。(实验中的样品是金属，杨氏模数值约在200Gpa附近。）2.测量选定温度下材料的杨氏模量。在可变温度条件下，杨氏模量测量使用悬挂测量支架，按照实验仪器简介部分的图4和文本说明连接信号发生器和示波器。一般折法如上。在此温度下找到并记录共振点频率，计算该温度下样品材料的杨氏模量。五、实验数据处理实验温度30.0样品质量33 g，样品长度150 mm样例直径5.950 cm，节点位置(端面)33mm共振频率计停止点和端点之间的距离(mm)510152025303540谐振频率()1182.01179.61178.71178.11177.61177.41177.31177.5F-x图表节点的频率f=1177.0=2.01011N/m2六、结论T=30.0 时，样品的杨氏模量为2.01011N/m2七、事故考试问题1.对于相同材料，长度和截面面积相同的圆形截面样品和方形截面样品中，