如何得知拉伸法測量金屬的彈性模量

　發(fā)布時間：2009-05-31　點(diǎn)擊量：3883

如何得知拉伸法測量金屬的彈性模量

        簡單的形變是線狀或棒狀物體受到長度方向上的拉力作用深入，發(fā)生長度伸長顯著。設(shè)金屬絲（或桿）的原長為L順滑地配合，橫截面積為S，在彈性限度內(nèi)的拉力F作用下，伸長了L力量。比值F/S為金屬絲單位橫截面積上所受的力，叫做脅強(qiáng)（或應(yīng)力）優勢與挑戰，相對伸長量 L/L叫脅變（或應(yīng)變）。據(jù)虎克定律解決方案，脅強(qiáng)和脅變成正比趨勢，即：
                               （1）
比例系數(shù)：
                               （2）
E叫做物體的彈性模量（或稱楊氏模量）。E的大小與物體的粗細(xì)作用、長短等形狀無關(guān)相互配合，只決定于材料的性質(zhì)，它是表示各種固體材料抗拒形變能力的重要物理量著力增加，是各種機(jī)械設(shè)計和工程技術(shù)選擇構(gòu)件用材必須考慮的重要力學(xué)參量智能化。

    任何固體在外力作用下都會改變固體原來的形狀大小，這種現(xiàn)象叫做形變處理。一定限度以內(nèi)的外力撤除之后建設，物體能*恢復(fù)原狀的形變，叫彈性形變助力各行。

    楊氏彈性模量的測量方法有靜態(tài)測量法前來體驗、共振法、脈沖傳輸法等確定性，其中以共振法和脈沖法測量精度較高更加廣闊。楊氏彈性模量的靜態(tài)測量法就是在物體加載以后，測出物體的應(yīng)力和應(yīng)變講故事，根據(jù)一定的計算式得到E值不斷發展，主要有拉伸法、梁彎曲法等自動化方案。
用力F作用在一立方形物體的上面緊密協作，并使其下面固定（如圖一），物體將發(fā)生形變成為斜的平行六面體線上線下，這種形變稱為切變發揮重要作用，出現(xiàn)切變后，距底面不同距離處的形變不同（AA'>BB'）數據顯示，而相對形變則相等,即
                                                          （6-3）
式中稱為切變角高質量，當(dāng) 值較小時，可用代替記得牢，實(shí)驗表明註入了新的力量，一定限度內(nèi)切變角與切應(yīng)力成正比，此處S為立方體平行于底的截面積更多可能性，現(xiàn)以符號表示切應(yīng)力去創新，則
                                                       （6-4）
比例系數(shù)G稱切變模量。
    測量切變模量的方法有靜態(tài)扭轉(zhuǎn)法、擺動法學習。

實(shí)驗?zāi)康?span style="font-size: 10pt; line-height: 150%">
1．掌握測量固體楊氏彈性模量的一種方法結構重塑。
2．掌握測量微小伸長量的光杠桿法原理和儀器的調(diào)節(jié)使用。
3．學(xué)會一種數(shù)據(jù)處理方法——逐差法應用優勢。

實(shí)驗儀器
楊氏模量儀高質量發展、尺讀望遠(yuǎn)鏡、光杠桿高效節能、水準(zhǔn)儀影響力範圍、千分尺、游標(biāo)卡尺（精度0.02mm）及1kg砝碼9個新創新即將到來。

    實(shí)驗的詳細(xì)裝置如圖1所示應用提升。其中尺讀望遠(yuǎn)鏡由望遠(yuǎn)鏡和標(biāo)尺架組成，望遠(yuǎn)鏡的仰角可由仰角螺釘調(diào)節(jié)創造性，望遠(yuǎn)鏡的目鏡可以調(diào)節(jié)發展的關鍵，還配有調(diào)焦手輪。楊氏模量儀是一個較大的三腳架規模設備，裝有兩根平行的立柱真諦所在，立柱上部橫梁中央可以固定金屬絲，立柱下部架有一個小平臺競爭力，用于架設(shè)光杠桿充分。小平臺的位置高低可沿立柱升降、調(diào)節(jié)集聚、固定競爭力。三腳架的三個腳上配有三個螺絲，用于調(diào)節(jié)小平臺水平狀況。
    光杠桿如圖2所示機製性梗阻，將一個小反射鏡裝在一個三腳架上，前兩腳和鏡子同面全過程，后腳（或叫主桿集成應用、主腳）垂直鏡架，其長度a可以調(diào)節(jié)不負眾望。

實(shí)驗原理
    由（1）式可知高效流通，只要測得F、S精準調控、L功能、 L各量，就可以求出物體楊氏模量體系。其中F可以從添加的砝碼直接寫出生產製造；S可用螺旋測微器（千分尺）量出金屬絲的直徑d算出；L可用米尺量度，唯有 L很微小具有重要意義，用一般工具不能量準(zhǔn)進一步，本實(shí)驗用光杠桿對 L進(jìn)行準(zhǔn)確的間接測量大部分。
    光杠桿測量微小伸長量 L的基本裝置如簡圖2所示強大的功能。待測金屬絲L上端固定，下端夾在小圓柱體的中央縫隙中解決方案，小圓柱體穿套在一個固定的小平臺的圓孔中優勢，并可以自由地上下移動，其下端有一個環(huán)增產，可以掛砝碼便利性，以產(chǎn)生作用力F，光杠桿前腳立在固定的小平臺上行動力，后腳尖立在小圓柱體上提供有力支撐，光杠桿前方D距離處有觀測的標(biāo)尺和尺讀望遠(yuǎn)鏡。
    假定添加砝碼之前保供，光杠桿的小反射鏡M的鏡面豎直自行開發，從望遠(yuǎn)鏡中的橫絲上，可以見到標(biāo)尺N0刻度經(jīng)M反射所成的像責任。添加砝碼之后應用情況，金屬絲相應(yīng)拉長了 L，光杠桿的后腳尖也隨小圓柱下降了 L組建，此時表現，后腳將帶動小鏡轉(zhuǎn)過一個小角度θ到M′處，因此深刻變革，在望遠(yuǎn)鏡中將看到以θ角入射和反射的標(biāo)尺Ni刻度所成的像結論，入射線和反射線之前的夾角為2θ，據(jù)圖3的幾何關(guān)系質生產力，可得：

∵ 甚小智能化，上兩式可
以寫成：

消去可得：
（5）
上式表明，如果D取值遠(yuǎn)大于處理，則 n將是 L的倍（》1）建設，就是光杠桿的放大倍數(shù)。（5）式右邊各量均可用一般的測長工具直接度量開展研究，即可由標(biāo)尺上的讀數(shù)差取得姿勢；D可用米尺量取首要任務；α為光杠桿后腳長綠色化，可把光杠桿取下印出三個腳尖，用卡尺量出后腳尖到前兩腳連線中點(diǎn)的距離，即為保持穩定。從而通過（5）式可以算出 L總之，這就是光杠桿測 L的原理。
將（5）式代入（1）式支撐作用，得楊氏模量E終的計算式為：
E （6）

實(shí)驗方法
    （1）先置水準(zhǔn)儀于小平臺上研學體驗，檢查、調(diào)節(jié)小平臺水平（應(yīng)在相互正交的兩個方向上都達(dá)到水平指示）最為突出，達(dá)到水平后落實落細，取下水準(zhǔn)儀。
    （2）小圓柱下端預(yù)先掛上2kg砝碼高效化，以拉直金屬絲製高點項目，然后調(diào)小平臺高低位置，使小平臺上表面與小圓柱體上端等高範圍和領域，抄記金屬絲的長度L（固定端至小圓柱體上表面之間的距離）有所增加。
    （3）把光杠桿立在小平臺上（前腳置于小平臺上的溝槽內(nèi)，后腳立于小圓柱體上）更高要求，并調(diào)節(jié)光杠桿的小鏡面至鉛直（目估即可）越來越重要的位置。
    （4）調(diào)節(jié)尺讀望遠(yuǎn)鏡：
把尺讀遠(yuǎn)鏡立在光杠桿小鏡前約1.10～1.30m處，調(diào)節(jié)其高度學習，使望遠(yuǎn)鏡大致與光杠桿小鏡等高結構重塑；用尺讀望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)線對準(zhǔn)小鏡；先用一只眼睛靠近目鏡頭上方直接朝小鏡看去應用優勢，應(yīng)能見到鏡子里有標(biāo)尺的像高質量發展；如看不到，可變動一下望遠(yuǎn)鏡及標(biāo)尺的相對位置高效節能，或移動尺讀望遠(yuǎn)鏡底座影響力範圍，或調(diào)整光杠桿鏡面，直至上述現(xiàn)象出現(xiàn)新創新即將到來。
在上述狀態(tài)下調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡不合理波動，分兩步進(jìn)行：① 先調(diào)望遠(yuǎn)鏡的目鏡，直至看到清晰的十字絲重要工具，并轉(zhuǎn)動望遠(yuǎn)鏡目鏡鏡筒積極拓展新的領域，使橫絲水平；② 調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡的調(diào)焦手輪（通過轉(zhuǎn)動中部旋鈕）直至看清標(biāo)尺的像更優質，且標(biāo)尺像與十字絲同面相對開放，即當(dāng)眼睛略上下移動時，橫絲和標(biāo)尺像無相對位移（無視差）脫穎而出。此后便可以進(jìn)行觀測拓展應用，記下橫絲所對準(zhǔn)的標(biāo)尺讀數(shù)n0生產創效。
    （5）依次添加砝碼七次（每次添1kg），并逐次記錄出現(xiàn)于望遠(yuǎn)鏡中的標(biāo)尺刻度n1管理、n2優化上下、…、n7模樣。然后生產體系，依次減去砝碼七次（每次1kg），并記錄相應(yīng)的讀數(shù)n7提供了遵循、n6參與水平、n5大型、n4服務效率、…、n0重要意義，求同一拉力下的平均讀數(shù) 統籌發展、、…體系、生產製造。然后將平均讀數(shù)分成、攜手共進、共同、和、經過、簡單化、兩組，用逐差法算出每增添4kg砝碼時的平均讀數(shù)差明確了方向。計算式為： =[（ - ）+（ - ）+（ - ）+（ - ）]/4
    （6）用尺讀望遠(yuǎn)鏡測量標(biāo)尺至光杠桿的前腳距離D設計；尺讀望遠(yuǎn)鏡上下叉絲對齊標(biāo)尺刻度之差×100倍為D的2倍值。用卡尺測量光杠桿后腳長a（方法見光杠桿測量裝置末段所述）改進措施；用螺旋測微器測量金屬絲的直徑d（應(yīng)在不同位置量五次就此掀開，求平均值）。
    （7）記錄金屬絲長度L今年，四個砝碼的拉力F穩步前行，以及D、a動手能力。它們的不確定度及L值由實(shí)驗室給出逐步改善。用（6）式算出楊氏模量E，計算出E的不確定度引領，寫出E±UE自動化裝置。

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