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杨氏模量实验光杠杆

发布时间:2022-09-28 23:29:19

① 光杠杆腿长对杨氏模量实验的影响

我记得有实验验证过,拉伸法测金属丝杨氏模量实验中测量误差对结果影响较大的是,支架的竖直程度。也就是必须在实验开始时,调节水平仪使得底座水平。然后,必须保证支架本身制作精度较高,与地面严格垂直。

在实际工程结构中,材料弹性模量E的意义通常是以零件的刚度体现出来的,这是因为一旦零件按应力设计定型,在弹性变形范围内的服役过程中,是以其所受负荷而产生的变形量来判断其刚度的。一般按引起单位应变的负荷为该零件的刚度。

说明:又称杨氏模量。弹性材料的一种最重要、最具特征的力学性质。是物体弹性变形难易程度的表征。用E表示。定义为理想材料有小形变时应力与相应的应变之比。E以单位面积上承受的力表示,单位为N/m2。

模量的性质依赖于形变的性质。剪切形变时的模量称为剪切模量,用G表示;压缩形变时的模量称为压缩模量,用K表示。模量的倒数称为柔量,用J表示。

拉伸试验中得到的屈服极限бS和强度极限бb,反映了材料对力的作用的承受能力,而延伸率δ或截面收缩率ψ,反映了材料塑型变形的能力,为了表示材料在弹性范围内抵抗变形的难易程度。

② 光杠杆原理是什么 - 百度知道

光杠杆测量原理即光杠杆镜尺法测量微小伸长量原理.

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,这个规律称为虎克定律。

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。

③ 用拉伸法测量金属丝的杨氏模量中,光杠杆镜尺法有何优点

1、可以简单准确地将微小形变放大;

2、测量,读数简单;

3、通常用光学方法测形变,都是将微小形变放大;

光杠杆镜尺法是一种利用光学放大方法测量微小位移的装置。由于,在拉伸法测量杨氏模量的实验中,金属丝的伸长量很难测量,所以必须使用光杠杆放大后,才能够测量出来。用光杠杆镜尺法相对来说,测量方法和仪器设备都很简单,好操作。

(3)杨氏模量实验光杠杆扩展阅读:

拉伸试验中得到的屈服极限бS和强度极限бb,反映了材料对力的作用的承受能力,而延伸率δ或截面收缩率ψ,反映了材料塑型变形的能力,为了表示材料在弹性范围内抵抗变形的难易程度,在实际工程结构中,材料弹性模量E的意义通常是以零件的刚度体现出来的,这是因为一旦零件按应力设计定型,在弹性变形范围内的服役过程中,是以其所受负荷而产生的变形量来判断其刚度的。

④ 杨氏弹性模量实验中,为什么光杠杆系统可以测量出长度的微小变化其放大倍数与哪些量有关

光杠杆法是利用当钢丝伸长微小的距离,反射镜会偏转一个微小的角度,使得镜子里标尺的刻度像会变化一定刻度,通过刻度变化可以计算出钢丝长度变化。放大倍数与镜面到尺面距离,镜子支架长度有关。

光杠杆放大法是一种利用光学放大方法测量微小位移的装置。由于在拉伸法测量杨氏模量的实验中,金属丝的伸长量很难测量,所以必须使用光杠杆放大后,才能够测量出来。

(4)杨氏模量实验光杠杆扩展阅读:

注意事项:

在外力的F的拉伸下,钢丝的伸长量DL是很小的量。用一般的长度测量仪器无法测量。在本实验中采用光杠杆镜尺法。

初始时,平面镜处于垂直状态。标尺通过平面镜反射后,在望远镜中成像。则望远镜可以通过平面镜观察到标尺的像。望远镜中十字线处在标尺上刻度为 。当钢丝下降DL时,平面镜将转动q角。则望远镜中标尺的像也发生移动,十字线降落在标尺的刻度为处。

⑤ 光杠杆的原理是什么,调节时满足什么条件

光杠杆测量原理即光杠杆镜尺测量微伸量原理.
1.拉伸测量杨氏模量
◆原理:本实验采用光杠杆放进行测量弹性杨氏模量反映材料形变与内应力关系物理量实验表明弹性范围内应力(单位横截面积垂直作用力与横截面积比)与线应变(物体相伸)比规律称虎克定律
2.测量圆环转惯量
◆结构:三线摆、两匀质圆盘通三条等摆线(摆线易拉伸细线)连接
◆原理:三线摆摆周期与摆盘转惯量定关系所待测品放摆盘三线摆系统摆周期要相应随改变根据摆周期、摆盘质量及关参量能求摆系统转惯量
建议查下资料.感觉这样的提问没有意义

⑥ 杨氏模量光杠杆法中各长度量用不同的仪器来测量,是怎样考虑的

杨氏模量光杠杆法中各长度量用不同的仪器来测量,充分利用实验数据,避免了数据处理上引入的误差。

杨氏模量,它是沿纵向的弹性模量,也是材料力学中的名词。1807年因英国医生兼物理学家托马斯·杨所得到的结果而命名。

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,它是表征材料性质的一个物理量,仅取决于材料本身的物理性质。杨氏模量的大小标志了材料的刚性,杨氏模量越大,越不容易发生形变。

(6)杨氏模量实验光杠杆扩展阅读

测试方法

杨氏模量测试方法一般有静态法和动态法。动态法有脉冲激振法、声频共振法、声速法等。

脉冲激振法:通过合适的外力给定试样脉冲激振信号,当激振信号中的某一频率与试样的固有频率相一致时,产生共振,此时振幅最大,延时最长,这个波通过测试探针或测量话筒的传递转换成电讯号送入仪器,测出试样的固有频率,由公式计算得出杨氏模量E。

特点:国际通用的一种常温测试方法;信号激发、接收结构简单,测试测试准确;准确、直观。

声频共振法:指由声频发生器发送声频电信号,由换能器转换为振动信号驱动试样,再由换能器接收并转换为电信号,分析此信号与发生器信号在示波器上形成的图形,得出试样的固有频率f,由公式E=C1·w·f得出试样的杨氏模量。

特点:声频发生器、放大器等组成激发器;换能器接收信号,示波器显示信号;李萨如图形判断试样固有频率。

⑦ 杨氏弹性模量的测定

杨氏弹性模量测量,
【实验目的】
1、学习光杠杆原理及使用光杠杆测量微小长度变化时的调节方法及测量方法。
2、学习使用逐差法处理数据
3、用拉伸法测定钢丝的杨氏弹性模量。
【实验原理】
1.胡克定律和杨氏弹性模量
固体在外力作用下将发生形变,如果外力撤去后相应的形变消失,这种形变称为弹性形变。如果外力后仍有残余形变,这种形变称为范性形变。
协强:单位面积上所受到的力(F/S)。
协变是指在外力作用下的相对形变(相对伸长DL/L)它反映了物体形变的大小。
胡克定律:在物体的弹性限度内,胁强于胁变成正比,
在数值上等于产生单位胁变时的胁强。它的单位是与胁强的单位相同。
杨氏弹性模量是材料的属性,与外力及物体的形状无关。
本试验主要测量的是钢丝的杨氏弹性模量。
光杠杆镜尺法测量微小长度的变化。

⑧ 光杠杆法怎么测量杨氏模量

如下:

如果金属丝绷紧拉直,那么拉伸实验时,金属丝的伸长量和拉力成正比。画出来的“力-伸长量”图像为斜直线,由该直线的斜率即可以求得杨氏模量。

如果金属丝是弯曲的,开始拉伸时,因为先要把金属丝由弯拉直,所以“力-伸长量”图像是一条曲线,开始只有伸长量增加,力不增加,金属丝绷紧后,图像才变为斜直线。

所以,对实验的影响:拉伸曲线开始不为斜直线,求杨氏模量时必须把前面的曲线段舍弃。

相关介绍:

杨氏模量(Young's molus)是描述固体材料抵抗形变能力的物理量,也叫拉伸模量(tensile molus)。1807年由英国物理学家托马斯·杨所提出。

当一条长度为L、截面积为S的金属丝在力F作用下伸长ΔL时,F/S叫应力,其物理意义是金属丝单位截面积所受到的力;ΔL/L叫应变,其物理意义是金属丝单位长度所对应的伸长量。应力与应变的比叫弹性模量。ΔL是微小变化量。

杨氏模量(Young's molus),又称拉伸模量(tensile molus)是弹性模量(elastic molus or molus of elasticity)中最常见的一种。杨氏模量衡量的是一个各向同性弹性体的刚度(stiffness), 定义为在胡克定律适用的范围内,单轴应力和单轴形变之间的比。

与弹性模量是包含关系,除了杨氏模量以外,弹性模量还包括体积模量(bulk molus)和剪切模量(shear molus)等。Young's molus E, shear molus G, bulk molus K, 和 Poisson's ratio ν 之间可以进行换算,公式为:E=2G(1+v)=3K(1-2v)。

⑨ 杨氏模量实验中,光杠杆测金属伸长量时,改变哪些量可增加光杠杆放大倍数

光杠杆的放大倍数β=2d₁/d₂,其中、d₁为镜面到标尺间距离、d₂为反射镜后支脚到两前支脚连线的垂直距离,增大d₁或减小d₂均可。

当一条长度为L、截面积为S的金属丝在力F作用下伸长ΔL时,F/S叫应力,其物理意义是金属丝单位截面积所受到的力;ΔL/L叫应变,其物理意义是金属丝单位长度所对应的伸长量。

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,它是表征材料性质的一个物理量,仅取决于材料本身的物理性质。

(9)杨氏模量实验光杠杆扩展阅读:

拉伸试验中得到的屈服极限бS和强度极限бb,反映了材料对力的作用的承受能力,而延伸率δ或截面收缩率ψ,反映了材料塑型变形的能力,为了表示材料在弹性范围内抵抗变形的难易程度。

在实际工程结构中,材料弹性模量E的意义通常是以零件的刚度体现出来的,这是因为一旦零件按应力设计定型,在弹性变形范围内的服役过程中,是以其所受负荷而产生的变形量来判断其刚度的。

杨氏弹性模量是材料的属性,与外力及物体的形状无关,取决于材料的组成。举例来说,大部分金属在合金成分不同、热处理在加工过程中的应用,其杨氏模量值会有5%或者更大的波动。

⑩ 杨氏模量的光钢杆法测量杨氏模量的实验

基本公式:,式中L为金属丝原长
光杠杆放大原理
光杠杆两个前足尖放在弹性模量测定仪的固定平台上,而后足尖放在待测金属丝的测量端面上。金属丝受力产生微小伸长时,光杠杆绕前足尖转动一个微小角度,从而带动光杠杆反射镜转动相应的微小角度,这样标尺的像在光杠杆反射镜和调节反射镜之间反射,便把这一微小角位移放大成较大的线位移。
如右图所示,当钢丝的长度发生变化时,光杠杆镜面的竖直度必然要发生改变。那么改变后的镜面和改变前的镜面必然有一个角度差,用θ来表示这个角度差。从下图我们可以看出:
△L=b·tanθ=bθ,式中b为光杠杆前后足距离,称为光杠杆常数。
设放大后的钢丝伸长量为C,由图中几何关系有:
θ=C/4H
故:△L=bC/4H
代入计算式,即可得下式:

式中D为钢丝直径,变量D(使用螺旋测微器测量)、F(通过所加砝码质量计算)、H、C(直接读数)、b(使用游标卡尺测量)、L就是所要测量的目标物理量。根据该公式便可计算杨氏模量。

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