普通实验室弹性模量的几种测定方法总结
弹性模量测量方法
弹性模量测量方法点击次数：3972 发布时间：2010-10-22弹性模量测量方法最简单的形变是线状或棒状物体受到长度方向上的拉力作用，发生长度伸长。
设金属丝（或杆）的原长为L，横截面积为S，在弹性限度内的拉力F作用下，伸长了L。
比值F/S为金属丝单位横截面积上所受的力，叫做胁强（或应力），相对伸长量L/L叫胁变（或应变）。
据虎克定律，胁强和胁变成正比，即：（1）比例系数：（2）E叫做物体的弹性模量（或称杨氏模量）。
E的大小与物体的粗细、长短等形状无关，只决定于材料的性质，它是表示各种固体材料抗拒形变能力的重要物理量，是各种机械设计和工程技术选择构件用材必须考虑的重要力学参量。
任何固体在外力作用下都会改变固体原来的形状大小，这种现象叫做形变。
一定限度以内的外力撤除之后，物体能完全恢复原状的形变，叫弹性形变。
杨氏弹性模量的测量方法有静态测量法、共振法、脉冲传输法等，其中以共振法和脉冲法测量精度较高。
杨氏弹性模量的静态测量法就是在物体加载以后，测出物体的应力和应变，根据一定的计算式得到E值，主要有拉伸法、梁弯曲法等。
用力F作用在一立方形物体的上面，并使其下面固定（如图一），物体将发生形变成为斜的平行六面体，这种形变称为切变，出现切变后，距底面不同距离处的绝对形变不同（AA'>BB'），而相对形变则相等,即弹性模量测量方法（6-3）式中称为切变角，当值较小时，可用代替，实验表明，一定限度内切变角与切应力成正比，此处S为立方体平行于底的截面积，现以符号表示切应力，则（6-4）比例系数G称切变模量。
测量切变模量的方法有静态扭转法、摆动法。
实验目的1．掌握测量固体杨氏弹性模量的一种方法。
2．掌握测量微小伸长量的光杠杆法原理和仪器的调节使用。
3．学会一种数据处理方法——逐差法。
弹性模量测量方法实验仪器杨氏模量仪、尺读望远镜、光杠杆、水准仪、千分尺、游标卡尺（精度0.02mm）及1kg砝码9个。
实验二杨氏弹性模量的测定实验报告
实验二杨氏弹性模量的测定实验报告一、实验目的1、学会用伸长法测量金属丝的杨氏弹性模量。
2、掌握光杠杆测量微小长度变化的原理和方法。
3、学会用逐差法处理实验数据。
二、实验原理杨氏弹性模量是描述固体材料抵抗形变能力的物理量。
假设一根粗细均匀的金属丝，长度为 L，横截面积为 S，受到外力 F 作用时伸长了ΔL。
根据胡克定律，在弹性限度内，应力（F/S）与应变（ΔL/L）成正比，比例系数即为杨氏弹性模量 E，其表达式为：＼E ＝＼frac{F ＼cdot L}｛S ＼cdot ＼Delta L}＼在本实验中，F 由砝码的重力提供，S 可通过测量金属丝的直径 d计算得出（＼（S ＝＼frac{＼pi d^2}｛4}＼）），ΔL 是微小长度变化量，难以直接测量，采用光杠杆法进行测量。
光杠杆是一个带有可旋转支脚的平面镜，其前足尖放在固定平台上，后足尖置于待测金属丝的测量端，平面镜与金属丝平行。
当金属丝伸长ΔL 时，光杠杆后足尖随之下降ΔL，带动平面镜转过一个小角度θ。
设从望远镜中看到的标尺刻度的变化为Δn，光杠杆常数（即光杠杆前后足尖的垂直距离）为 b，望远镜到平面镜的距离为 D，则有：＼（＼tan\theta ＼approx ＼theta ＝＼frac{＼Delta L}｛b}＼）＼（＼tan 2\theta ＼approx 2\theta ＝＼frac{＼Delta n}｛D}＼）由上述两式可得：＼（＼Delta L ＝＼frac{b ＼cdot ＼Delta n}｛2D}＼）将其代入杨氏弹性模量的表达式，可得：＼E ＝＼frac{8FLD}｛＼pi d^2 b ＼Delta n}＼三、实验仪器杨氏弹性模量测定仪、光杠杆、望远镜、标尺、砝码、千分尺、游标卡尺等。
四、实验步骤1、调整仪器调节杨氏弹性模量测定仪底座的水平调节螺丝，使立柱铅直。
将光杠杆放在平台上，使平面镜与平台面垂直，前、后足尖位于同一水平面内。
物理实验技术中的材料弹性模量测量与分析方法
物理实验技术中的材料弹性模量测量与分析方法引言：材料弹性模量是衡量材料力学性质的重要参数之一。
准确测量材料的弹性模量对于材料工程和科学研究具有重要意义。
本文将介绍物理实验技术中常用的材料弹性模量测量与分析方法。
一、绳振动法绳振动法是一种简单而常用的测量材料弹性模量的方法。
它基于弦线的简谐振动原理。
实验中，将被测材料制成一根细长的绳，并用两个夹子固定在实验装置上。
然后，通过施加外力使绳发生振动，观察振动的频率和振幅。
根据弦线的横波振动理论，可以通过调整外力大小和观测振动频率来计算材料的弹性模量。
二、悬臂梁弯曲法悬臂梁弯曲法是测量材料弹性模量的常用方法之一。
实验中，将被测材料加工成一根悬臂梁，并通过一端固定在实验装置上。
然后，施加力矩使悬臂梁发生弯曲，并测量悬臂梁的挠度和施加力矩大小。
根据悬臂梁的弯曲理论，可以通过挠度和力矩的关系来计算材料的弹性模量。
三、压缩法压缩法是一种常用的测量材料弹性模量的方法。
实验中，将被测材料放置在实验装置中，并施加一定的压缩力。
通过测量材料的应变和压缩力大小，可以计算材料的弹性模量。
压缩法适用于各种材料，但要求材料具有较好的可压缩性。
四、剪切法剪切法是一种特殊的测量材料弹性模量的方法。
实验中，将被测材料制成一块平面，并在其上施加一个剪切应力。
通过测量材料的剪切应变和剪切应力大小，可以计算材料的弹性模量。
剪切法适用于各种材料，特别适用于流体力学实验中。
五、共振频率法共振频率法是一种高精度测量材料弹性模量的方法。
实验中，将被测材料加工成一块薄膜，并固定在实验装置上。
然后，通过外部激励使薄膜共振，并测量共振的频率。
根据共振频率和材料的几何尺寸，可以计算材料的弹性模量。
共振频率法具有高度精确的测量结果，但其实验要求较高。
六、分子动力学模拟分子动力学模拟是一种基于计算机模拟的材料弹性模量测量方法。
利用分子动力学模拟软件，可以在计算机上模拟材料内部原子和分子的运动行为，并计算材料的弹性模量。
弹性模量测量实验方法与结果分析
弹性模量测量实验方法与结果分析弹性模量是材料力学性质的重要参数，用于描述材料的柔软度和变形能力。
测量弹性模量的方法有很多种，其中常用的包括拉伸实验、压缩实验和弯曲实验等。
拉伸实验是测量材料在拉力作用下产生的变形和应力的实验方法。
在实验中，我们通常使用一台万能试验机来进行拉伸实验。
首先，我们将待测材料样品夹在两个夹具之间，然后逐渐施加拉力，观察材料的应力-应变曲线。
根据材料的应力-应变曲线，我们可以计算出其弹性模量。
压缩实验是测量材料在压力作用下产生的变形和应力的实验方法。
同样，我们需要使用万能试验机来进行压缩实验。
与拉伸实验类似，我们将待测材料样品夹在夹具之间，然后逐渐施加压力，记录下材料的应力-应变曲线。
通过计算材料的应力-应变曲线，我们可以得到其弹性模量。
弯曲实验是测量材料在受弯曲作用下产生的变形和应力的实验方法。
在弯曲实验中，我们需要使用弯曲试验机或万能试验机。
首先，我们将待测材料样品放在弯曲试验机上，通过施加力矩来造成样品的弯曲。
实验过程中，我们记录下材料的应力-应变曲线，并计算出其弹性模量。
根据以上三种实验方法，我们可以得到材料的弹性模量。
然而，不同的实验方法所得到的结果可能会有一些差异。
这是因为材料的组织结构和性质在不同的应力下可能会发生变化，从而影响材料的弹性模量。
因此，在进行弹性模量测量时，我们需要注意选择合适的实验方法，并考虑实验条件对结果的影响。
除了上述实验方法，还有一些其他测量弹性模量的方法，例如超声波测量、共振频率测量等。
超声波测量方法利用超声波在材料中传播的速度来计算弹性模量。
共振频率测量方法则是通过观察材料在共振状态下的振动频率来得到弹性模量。
这些非传统的方法在特定领域具有重要的应用价值。
总结起来，弹性模量的测量是材料力学性质研究中的重要工作之一。
通过拉伸、压缩和弯曲等实验方法，我们可以获得材料的弹性模量。
然而，在进行实验时需要注意实验条件的选择和控制，以获得准确和可靠的实验结果。
物理实验中的弹性模量测量技巧
物理实验中的弹性模量测量技巧弹性模量是材料力学性能的重要指标之一，它反映了材料在受力时的变形能力。
物理实验中，测量弹性模量是一个常见且重要的实验课题。
然而，由于材料的多样性和实验条件的复杂性，弹性模量的测量并非易事。
本文将从实验中常见的测量技巧入手，探讨如何优化测量过程，提高实验的准确性和可靠性。
第一，在测量弹性模量之前，我们首先需要选择合适的实验样品。
样品的选择应该考虑到多个因素，包括材料的性质、形状和尺寸等。
在选择材料时，我们应该尽量选用具有均匀组织结构和较高弹性模量的材料，以保证实验结果的准确性。
在选择形状和尺寸时，我们应该根据实际测量需求来确定。
如对于柱状材料的测量，我们可以选择长而细的样品，这样可以减小边缘效应对测量结果的影响。
第二，在进行实验测量之前，我们需要设计合理的实验方案。
实验方案的设计应该充分考虑到实验条件的控制和实验数据的采集。
在实验条件的控制方面，我们应该尽量避免温度、湿度等外界因素对实验结果的影响，可以通过在恒温室内进行实验或使用温度控制系统等手段来降低外界因素的影响。
在数据采集方面，我们可以利用先进的测量设备，如电子测量仪器、压力传感器等，来提高数据的采集精度和准确性。
第三，在实验测量过程中，我们应该合理选择测量方法和测量设备。
常见的弹性模量测量方法包括静态拉伸法、动态振动法等。
在选择测量方法时，我们需要考虑到实验材料的性质和形态，选用适合的测量方法。
同时，在选择测量设备时，我们应该选择具有较高精度和稳定性的设备，以提高实验数据的准确性。
第四，在进行实验测量时，我们需要注意实验操作的细节。
实验操作的细节直接关系到实验结果的准确性和可靠性。
在进行实验测量之前，我们应该熟悉实验设备的操作规程，并做好相应的准备工作。
在进行实验操作时，我们需要细心观察实验现象，及时记录实验数据，并严格控制实验条件。
同时，在实验过程中，我们还需要对实验数据进行处理和分析，以获得准确的弹性模量值。
混凝土弹性模量的测量方法
混凝土弹性模量的测量方法一、前言混凝土是建筑中常用的材料之一，其性能的好坏对建筑的质量和稳定性有着至关重要的影响。
混凝土的弹性模量是描述其弹性行为的重要参数之一，测量混凝土弹性模量可以为建筑设计和施工提供重要的参考数据。
本文将介绍混凝土弹性模量的测量方法。
二、测量原理和方法混凝土的弹性模量是描述其弹性行为的参数之一，表示混凝土在受到力的作用下的变形程度。
混凝土弹性模量的测量方法有多种，下面将分别介绍常用的三种方法。
1. 静载荷法静载荷法是一种简单、实用的测量混凝土弹性模量的方法。
其原理是通过施加不同大小的荷载，测量混凝土的变形量和荷载之间的关系，从而计算出混凝土的弹性模量。
具体步骤如下：（1）在混凝土试件上标定平面和轴线。
（2）将试件放在弹性台架上，用调整螺栓进行调整，使其符合标准规定的要求。
（3）将荷载施加在试件上，并记录荷载和试件的变形量。
（4）根据荷载和试件的变形量计算出弹性模量。
2. 激励反应法激励反应法是一种通过激励混凝土试件，测量其反应来计算出混凝土弹性模量的方法。
具体步骤如下：（1）在混凝土试件上标定平面和轴线。
（2）将试件放在弹性台架上，用调整螺栓进行调整，使其符合标准规定的要求。
（3）用激励器在试件上施加一定频率和振幅的激励信号。
（4）用加速度计测量试件的振动响应，然后根据振动响应和激励信号计算出弹性模量。
3. 时间域反射法时间域反射法是一种通过测量混凝土试件中超声波的传播时间和反射强度来计算混凝土弹性模量的方法。
具体步骤如下：（1）在混凝土试件上标定平面和轴线。
（2）将试件放在弹性台架上，用调整螺栓进行调整，使其符合标准规定的要求。
（3）将超声波信号发送到试件中，测量信号的传播时间和反射强度。
（4）根据超声波信号的传播时间和反射强度计算出混凝土的弹性模量。
三、实验注意事项1. 实验环境实验室环境应符合标准规定的要求，温度和湿度应控制在合适的范围内。
实验过程中应保持室内的平稳，避免外界干扰。
拉伸法测弹性模量实验报告
2.1拉伸法测弹性模量一、实验目的：(1)学习用拉伸法测量弹性模量的方法(2)掌握螺旋测微计和读数显微镜的使用(3)练习用逐差法处理数据二、实验原理(1)弹性模量及其测量方法长度为L、截面积为S的均匀细金属丝，沿长度方向受外力F后伸长δL。
单位横截面积上的垂直作用力F/S称为正应力，金属丝的相对伸长δL/L称作线应变。
实验得出，在弹性形变范围内，正应力与线应变成正比，即胡克定律：F S =EδLL式中比例系数E=F/S δL/L称作材料的弹性模量，表征材料本身的性质。
弹性模量越大的材料，要使它发生一定的相对型变所需的单位横截面积上的作用力也越大。
E的单位是Pa。
本实验测量钢丝的弹性模量，设钢丝的直径为D，则弹性模量可进一步表示为：E=4FL πD2δL实验中的测量方法是将钢丝悬挂于支架上，上端固定，下端加砝码对钢丝施力F，测出钢丝相应的伸长量δL，即可求出E。
钢丝长度L用钢尺测量，钢丝直径用螺旋测微计测量，力F由砝码的重力F=mg求出。
δL一般很小，约0.1mm量级，本实验用读数显微镜测量（也可用光杠杆等其它方法测量）。
通过多次测量并用逐差法处理数据达到减少随机误差的目的。
(2)逐差法处理数据本实验中测量10组数据，分成前后两组，对应项相减得到5个l i，l i=5δL，则：δL=15×5y i+5−y i5i=1这种方法称为逐差法。
其优点是充分利用了所测数据，可以减少测量的随机误差，也可以减少测量仪器带来的误差。
三、实验仪器支架：用以悬挂被测钢丝；读数显微镜：用以较准确的测量微小位移。
由物镜和测微目镜构成。
测微目镜鼓轮上有100分格，鼓轮转动一圈，叉丝移动1mm。
故分度值为0.01mm；底座：用以调节钢丝铅直；钢尺、螺旋测微计：测量钢丝的长度和直径。
四、实验步骤(1)调整钢丝竖直：钢丝下夹具上应先挂砝码钩，用以拉直钢丝。
调节底座螺钉使夹具不与周围支架碰蹭。
(2)调节读数显微镜：粗调显微镜高度，使之与钢丝下夹具的标记线同高，再细调读数显微镜。
弹性模量测试标准
弹性模量测试标准弹性模量是材料的重要物理性质之一，它反映了材料在受力时的变形能力。
弹性模量测试标准是对材料弹性模量测试的规范，它的制定和执行对于保证材料性能测试的准确性和可比性具有重要意义。
本文将对弹性模量测试标准进行详细介绍，包括测试方法、设备要求、样品制备、实验步骤等内容。
首先，弹性模量测试的方法主要有拉伸试验、压缩试验和弯曲试验。
拉伸试验是最常用的方法之一，它通过在材料上施加拉力来测定材料的弹性模量。
压缩试验则是施加压力来测试材料的弹性模量，而弯曲试验则是通过在材料上施加弯曲力来测定材料的弹性模量。
这些测试方法在实际应用中有着各自的适用范围，需要根据具体情况选择合适的测试方法。
其次，弹性模量测试需要使用一定的设备来进行。
常见的设备包括拉伸试验机、压缩试验机和弯曲试验机等。
这些设备需要具备一定的精度和稳定性，以保证测试结果的准确性。
同时，设备的选择也需要考虑到被测试材料的特性和测试方法的要求，以确保测试的有效性和可靠性。
样品制备是弹性模量测试中至关重要的一环。
样品的制备质量直接影响着测试结果的准确性。
在制备样品时，需要注意样品的尺寸、形状和表面质量，以及必要时的热处理和表面处理等工艺。
只有在样品制备过程中严格按照标准要求进行，才能保证测试结果的可比性和准确性。
实验步骤是弹性模量测试的关键环节。
在进行测试时，需要严格按照标准规范执行测试步骤，确保测试过程的可追溯性和可重复性。
同时，实验中还需要注意测试环境的控制、数据的采集和处理等细节工作，以保证测试结果的准确性和可靠性。
总之，弹性模量测试标准是对材料弹性模量测试的重要规范，它的制定和执行对于保证测试结果的准确性和可比性具有重要意义。
在实际测试中，需要严格按照标准要求进行，包括测试方法、设备要求、样品制备、实验步骤等方面，以确保测试结果的可靠性和有效性。
只有在严格执行测试标准的前提下，才能得到具有参考价值的测试结果，为材料性能的评价和应用提供可靠的依据。
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普通实验室弹性模量的几种测定方法总结
围相当广泛涉及的行业也很多，在新材料机械性能测定中，弹型模量模也是重要的内容。
弹性模量几乎贯穿于材料力学的全部计算之中，而对于结构力学而言其计算过程中弹性模量也是必不可少的基本物理量。
对普通理工科高校实验教学，针对弹性模量测量的几点方法和注意事项，希望能有利于广大师生。
关键词】弹性模量；普通高校实验教学：科研
弹性模量E，又称弹性系数，杨氏模量，是材料的弹性常数，其值表征材料抵抗弹性变形的能力单位为Pa。
E的数值随材料而异，是通过实验测定的。
可视为衡量材料产生弹性变形难易程度的指标，其值越大，材料发生一定弹性变形的应力也越大，即材料刚度越大，亦即在一定应力作用下，发生弹性变形越小。
弹性模量是指材料在外力作用下产生单位弹性变形所需要的应力。
它是反映材料抵抗弹性变形能力的指标，相当于普通弹簧中的刚度。
弹性模量是表征晶体中原子间结合力强弱的物理量，故是组织结构不敏感参数。
弹性模量依据受力的不同，又分为以下几种：由于应力―应变曲线所代表的载荷类型的不同，弹性模量可以表述为：压缩弹性模量（或者受压缩时的弹性模量）；挠曲弹性模量（或者受挠曲时的弹性模量）；剪切弹性模量（或者受剪切时的弹性模量）；拉伸弹性模量（或者受拉伸时的弹性模量）；或者扭转弹性模量（或者受扭转时的弹性模量）。
弹性模量也可以通过动态试验测定，在该试验中弹性模量可以从复合模量的公式
推导而得出。
单独使用模量时一般是指拉伸弹性模量。
通常剪切模量几乎等于扭转模量并且都被称为刚性模量。
受拉伸和压缩时的弹性模量近似相等并且统称为杨氏模量（Youngs Modulus）。
下面将通过实验对这个弹性常数建立一定的感性认识和数量概念。
一、通过球铰引伸仪来测定弹性模量
1.仪器和设备：测E实验台、球铰引伸仪、千分表、砝码。
测E实验台通过两级杠杆放大，放大率为100，增量为10N。
当砝码为10N时，作用在试件上的拉力为1KN。
2.内容与原理：只要测得试样纵方向上的应变，材料弹性模量E便可求出。
由于在弹性范围内，应力和应变成正比，因此可得：
其中，K-引伸仪放大倍数（K=2000）；-引伸仪标距（）；-纵向变形量A-试样横截面积；-载荷增量为了检验载荷与变形的关系是否符合虎克定律，并减少测量误差，试验时一般采用增量法加载荷。
即把载荷分成若干相等的载荷，逐级加载。
为了保证载荷不超了比例极限，加载前可估计算出试样的屈服载荷。
以屈服载荷的70%～80%作为测定弹性模量的最高载荷。
3.方法和步骤：a、加载荷P，记录千分表读数。
b、共分三级累积加载，依次记录千分表读数，并计算出平均变形量。
c、卸掉砝码，整理实验结果。
二、电阻应变仪和球铰引伸仪测定E
1.仪器和设备：静态电阻应变仪、测E实验台、球铰引伸仪、千分表、
砝码。
2.内容与原理：电阻应变仪是专门测量应变的仪器。
通过杠杆装置分三级加载，在应变仪上分别读数，把三次测得的应变仪读数取平均值，然后按方法一进行试验数据整理就测得相关弹性模量数值。
3.操作与步骤：首先连接好所有的线路，测E实验台和电阻应变仪连接好，应变片粘贴在被测量的低碳钢表面，调整好千分表，准备分级加载的砝码。
先平衡应变仪的各个通道，调整千分表的零点，分级加载。
当加1Kg砝码时，记录下应变仪读数，同时记录千分表读数。
同理依次增加2Kg，3Kg砝码。
记录所有数据。
三、液压式万能试验机和应变仪来测量弹性模量
实验的内容与原理与实验四相似，其主要应用了应变仪来直接测量被测物体在受力的条件下所测得的应变值，实验前按位置在被测物体上粘贴好应变片，应有横向和纵向两个方向粘贴。
然后按全桥或者1/4桥臂连接应变仪，通过分级加载，分别读出相对应的应变仪读数。
最后荷载和应变仪读数取平均，算出弹性模量。
随着科技的进步，弹性模量的测定方法法还会更多，很多方法都是高级实验室里面在应用，一些高级的检测弹性模量的仪器也在随之上市被应用到工程的各个方面，但是相对于普通学校的教学，本科和研究生毕业生来说，目前还无法直接应用到高级别的检测工具，所以以上均是目前最可行的几种实验方法供参考。