弹性模量的测定
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。
弹性模量的测定实验报告
弹性模量的测定实验报告弹性模量的测定实验报告引言：弹性模量是材料力学性质的一个重要参数，用于描述材料在受力后的变形程度。
本实验旨在通过测定金属材料的拉伸变形，计算其弹性模量，并探讨不同因素对弹性模量的影响。
实验装置与方法：实验中使用的装置主要包括拉伸试验机、测量仪器和金属试样。
首先，选择一根长度为L、直径为d的金属试样，并对其进行表面处理以确保试样表面光滑。
然后，在拉伸试验机上夹住试样的两端，使其处于拉伸状态。
通过加载装置施加拉力，同时使用测量仪器记录试样的变形程度。
实验步骤：1. 准备工作：清洁金属试样表面，确保试样无明显缺陷。
2. 安装试样：将试样放入拉伸试验机夹具中，调整夹具使试样两端固定。
3. 测量初始长度：使用游标卡尺等测量工具测量试样的初始长度L0。
4. 施加拉力：通过加载装置施加逐渐增加的拉力，同时记录下相应的拉伸变形量。
5. 测量最终长度：当试样断裂时，使用测量工具测量试样的最终长度L1。
6. 数据处理：根据测得的拉伸变形量和试样的几何参数，计算弹性模量。
结果与讨论：根据实验数据，我们计算得到了金属试样的弹性模量。
在本实验中，我们选择了不同材料的试样进行测试，包括铜、铝和钢等。
通过对比不同材料的弹性模量，我们可以发现不同材料具有不同的弹性特性。
此外，我们还探究了温度和应变速率对弹性模量的影响。
实验结果表明，随着温度的升高，金属材料的弹性模量会发生变化。
这是因为温度的变化会导致材料内部晶格结构的改变，进而影响材料的弹性性质。
另外，应变速率也会对弹性模量产生影响。
较高的应变速率会导致材料内部的位错运动增加，从而使材料的弹性模量降低。
结论：通过本实验，我们成功测定了金属材料的弹性模量，并探究了不同因素对弹性模量的影响。
实验结果表明，不同材料具有不同的弹性特性，且温度和应变速率对弹性模量有一定的影响。
这对于材料科学和工程应用具有重要的意义，可为材料选择和设计提供参考依据。
总结：本实验通过测定金属材料的拉伸变形，计算其弹性模量，并探讨了不同因素对弹性模量的影响。
混凝土弹性模量测定标准
混凝土弹性模量测定标准一、前言混凝土是一种常见的建筑材料，其弹性模量的测定对于工程设计和结构分析至关重要。
本文旨在提供一个全面的、具体的、详细的标准，以便于混凝土弹性模量的准确测定。
二、测定方法1. 弹性模量的定义弹性模量是指材料在受到外力作用后，能够恢复原来形状的能力。
在混凝土的弹性范围内，应力与应变之间的比值称为弹性模量。
它是衡量混凝土抵抗变形的能力的指标之一。
2. 测定方法混凝土弹性模量可以通过静载试验、动载试验、振动试验等多种方法进行测定。
其中，静载试验是最常见的一种方法，下文将主要介绍静载试验的测定方法。
3. 静载试验静载试验是通过在混凝土试件上施加恒定的载荷，测定其形变和应力的关系，从而计算出弹性模量。
具体步骤如下：（1）制备混凝土试件混凝土试件的制备要符合相关标准规定，试件的尺寸和形状应符合试验要求。
（2）试件表面处理试件表面应平整、光滑，不得有明显的裂缝和凸起。
（3）试件支承试件的支承应保证其底部和顶部的平行度和水平度，支承面积应符合规定要求。
（4）施加载荷载荷的大小应根据试验要求确定，载荷的施加应平稳、均匀，不得有冲击和震动。
（5）测量变形和应力试件在施加载荷后会发生变形，通过测量试件的变形和应力的关系，可以计算出其弹性模量。
三、测定标准1. 装置和仪器（1）试验机：试验机的最大载荷应符合试验要求，其误差应符合国家标准的要求。
（2）测量仪器：应力应根据试验要求选择，如应变计、应变片等。
2. 试件制备试件应按照相关标准制备，试件的尺寸和形状应符合试验要求。
3. 试件表面处理试件表面应平整、光滑，不得有明显的裂缝和凸起。
4. 试件支承试件的支承应保证其底部和顶部的平行度和水平度，支承面积应符合规定要求。
5. 载荷施加载荷的大小应根据试验要求确定，载荷的施加应平稳、均匀，不得有冲击和震动。
6. 测量变形和应力试件在施加载荷后会发生变形，通过测量试件的变形和应力的关系，可以计算出其弹性模量。
材料弹性模量的测定实验报告
材料弹性模量的测定实验报告材料弹性模量的测定实验报告引言：弹性模量是材料力学性质的重要指标之一，它反映了材料在受力时的变形能力。
本实验旨在通过测定材料在不同受力状态下的应力和应变关系，计算出材料的弹性模量。
实验仪器与原理：本实验使用了弹性模量测定仪，该仪器由弹簧、测量装置和数据采集系统组成。
实验原理基于胡克定律，即应力与应变成正比。
实验步骤：1. 准备工作：清洁实验仪器，确保其工作正常。
2. 安装试样：将待测材料样品固定在测量装置上，确保其受力均匀。
3. 施加载荷：通过调节弹簧的拉伸或压缩，使试样受到一定的力。
4. 测量应变：使用应变计测量试样在受力状态下的应变值。
5. 记录数据：记录不同受力状态下的应力和应变数值。
6. 数据处理：根据记录的数据，绘制应力-应变曲线，并计算出材料的弹性模量。
实验结果与分析：根据实验数据计算得出的应力-应变曲线如下图所示：[插入应力-应变曲线图]从图中可以看出，材料在受力状态下呈现线性关系，符合胡克定律。
根据线性段的斜率，即弹性模量的定义式E=σ/ε，可以计算出材料的弹性模量。
实验误差分析：在实验过程中，存在一定的误差来源。
首先，由于测量仪器的精度限制，测量结果可能存在一定的偏差。
其次，试样的制备和安装也可能引入误差。
此外，实验环境的温度和湿度变化也可能对测量结果产生一定的影响。
结论：通过本实验测定得到的材料弹性模量为XMPa。
实验结果表明，该材料具有较高的弹性，能够在受力时保持较小的变形。
实验的局限性与改进：本实验仅考虑了单一材料的弹性模量测定，未考虑材料的温度和湿度等因素对弹性模量的影响。
进一步的研究可以考虑引入多种材料的对比实验，以及对温度和湿度等因素进行更加详细的控制和分析。
总结：本实验通过测定材料的应力和应变关系，计算出了材料的弹性模量。
实验结果表明，该材料具有较高的弹性，能够在受力时保持较小的变形。
实验过程中存在一定的误差来源，需要进一步改进实验设计和控制条件。
实验动态法测定弹性模量
实验一动态法测定弹性模量弹性模量是反映材料抵抗形变的能力、也是进行热应力计算、防热和隔热层计算、选用构件材料的主要依据。
精确测试弹性模量对强度理论和工程技术都具有重要意义。
弹性模量测定方法主要有三类：1．静态法<拉伸、扭转、弯曲）：该法通常适用于金属试样，在大形变及常温下测定。
该法载荷大，加载速度慢伴有弛豫过程，对脆性材料<石墨、玻璃、陶瓷）不适用、也不能完成高温状态下测定；2．波传播法<含连续波及脉冲波法）：该法所用设备虽较复杂，但在室温下很好用，由于换能器转变温度低及切变换能器价格昂贵，不易获得而受限制；3．动态法<又称共振法、声频法）：包括弯曲<横向）共振、纵向共振以及扭转共振法，其中弯曲共振法由于其设备精确易得，理论同实践吻合度好，适用各种金属及非金属<脆性材料）以及测定温度能在-180℃～3000℃左右进行而为众多国家采用。
本实验就是采用动态弯曲共振法测定弹性模量。
【实验目的】1.了解动态法测定弹性模量的原理，掌握实验方法；2.掌握外推法，会根据不同径长比进行修正，正确处理实验数据；3.掌握判别真假共振的基本方法及实验误差的计算；4.了解压电体、热电偶的功能，熟悉信号源及示波器和温控器的使用；5.培养综合使用知识和实验仪器的能力。
【实验仪器】动态弹性模量测定仪、功率函数信号发生器(5位数显、频率宽5～500KHz>、数显调节仪、悬挂测定支架及支撑测定支架、悬线、试样五根、激发-接收换能器、加热炉、高温悬线、声频放大器、听诊器、示波器。
【实验原理】对长度直径条件的细长棒，当其作微小横振动<又称弯曲振动）时，其振动方程为：<13-1）式中为竖直方向位移，长棒的轴线方向为，为试棒的杨氏模量，为材料密度，为棒横截面，为其截面的惯性矩，。
用分离变量法求解方程<13-1）的解，令<13-2）<13-2）式代入<13-1）式得，该等式两边分别是变量和的函数，只有等于一常数时才成立，设此常数为，则<13-3）<13-4）设棒中各点均作谐振动，这两个线性常微分方程的通解为：<13-5）(13-6>式<13-2）横振动方程的通解为：(13-7> 式中<13-8）该式通称频率公式。
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。
混凝土的弹性模量测试方法
混凝土的弹性模量测试方法一、静载试验法静载试验法是测定混凝土弹性模量最常用的方法之一。
其中，又分为抗压弹性模量测试和拉伸弹性模量测试。
1、抗压弹性模量测试试件制备：按照相关标准制作棱柱体试件，通常尺寸为150mm×150mm×300mm。
试验装置：使用压力试验机，配备高精度的位移测量装置。
加载过程：先对试件进行预压，消除初始缝隙。
然后以一定的加载速度分级加载，直至达到规定的荷载值。
在加载过程中，同时测量试件的变形量。
数据处理：根据所测的荷载和变形数据，绘制应力应变曲线。
弹性模量取应力应变曲线直线段的斜率。
2、拉伸弹性模量测试试件制备：制作哑铃状或狗骨头状的试件。
试验装置：使用专门的拉伸试验机。
加载方式：与抗压弹性模量测试类似，分级加载并测量变形。
数据处理：同样通过应力应变曲线直线段的斜率确定拉伸弹性模量。
静载试验法的优点是测试结果较为准确可靠，但试验过程较为复杂，对试验设备和操作要求较高。
二、动力测试法动力测试法基于混凝土在振动作用下的响应来确定弹性模量。
1、共振法原理：通过激振装置使试件产生振动，当激振频率与试件的固有频率相等时，发生共振。
根据共振频率、试件的尺寸和质量，计算出弹性模量。
试验装置：包括激振器、传感器、信号采集与分析系统等。
操作过程：将试件安装在支架上，施加激振力，测量共振频率。
数据处理：利用相关公式计算弹性模量。
2、超声波法原理：利用超声波在混凝土中的传播速度与弹性模量之间的关系来测定。
试验设备：超声波检测仪，包括发射探头和接收探头。
测试步骤：在试件的相对两个面上分别放置发射探头和接收探头，测量超声波的传播时间。
数据处理：根据传播时间和试件尺寸，结合经验公式计算弹性模量。
动力测试法具有快速、无损等优点，但测试结果的准确性可能受到混凝土内部缺陷和不均匀性的影响。
三、间接测试法间接测试法不是直接测量混凝土的弹性模量，而是通过其他相关参数来推算。
1、回弹法原理：使用回弹仪弹击混凝土表面，根据回弹值来估算混凝土的强度和弹性模量。
弹性模量的测定(共振法)
实验5 弹性模量的测定〔共振法〕【实验目的】1.用支撑法测定金属材料的弹性模量。
2.学习综合应用物理仪器的才能。
【实验内容】1.连接线路。
2.测量各被测样品的长度、直径〔在不同部位测3次取平均值〕及质量〔见实验卡片〕不同样品各测一次。
3.测量样品的弯曲振动基频频率。
理论上，样品做基频共振时，支撑点应置于节点处，即支撑点应置于距棒的两端面分别为0.224L和0.776L处。
但是，在这种情况下，棒的振动无法激发。
欲激发棒的振动，支撑点必须分开节点位置。
这样，又与理论条件不一致，势必产生系统误差。
故实验上采用下述方法测定棒的弯曲振动基频频率：在基频节点处正负30mm范围内同时改变两支撑点位置，每隔5mm测一次共振频率，画共振频率与支撑点位置关系曲线。
由图可确定节点位置的基频共振频率。
钢棒共振频率在800---900HZ附近，铜棒的共振频率在700---800HZ附近。
【数据处理】1.由各样品的L，m，d值，按实验内容要求设计实验表格。
实验卡片上给出的相关数据：铜棒：M=(75.50±0.03)g d=(7.98±0.02)mm不锈钢棒：M=(39.20±0.03)g d=(6.00±0.02)mm支撑点距钢棒两端面的间隔为x处的共振频率f=846.06Hz.2.画铜棒的f-x曲线，并确定铜棒在节点位置的共振频率，分别计算铜棒和钢棒的杨氏模量E值及其百分误差η。
：3241.6067L mE fd=理论值：铜棒为110.910pa⨯钢棒为112.010pa⨯铜棒的f-x 曲线如下：BAx/cm由图可知铜棒基频f 0=7Hz()()3232104318.221075.50101.6067706.909.04107.9810E pa ---⨯⨯⨯=⨯⨯=⨯⨯铜1110110.9109.0410100%0.44%0.910E E E η-⨯-⨯==⨯=⨯理铜理 ()()3232114318.001039.20101.6067846.06 2.03106.0010E pa ---⨯⨯⨯=⨯⨯=⨯⨯钢1111112.010 2.0310100% 1.5%2.010E E E η-⨯-⨯==⨯=⨯理钢理【数据采集】〔1〕铜棒长度L/cm:支撑点距钢棒两端面的间隔为x处的共振频率fHz.〔〔〔4〕铜棒长度L/cm:支撑点距钢棒两端面的间隔为x处的共振频率f=843.51Hz.。
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弹性模量的测定
弹性模量是力学、机械学和结构力学领域的基本参数之一，它表示材料的弹性刚度。
它是衡量材料变形所需的外力大小的重要参数，因此它是材料性能测试的重要指标。
弹性模量的测定对科学家们的研究工作具有重要的意义。
一、性模量的定义
弹性模量(Young modulus，简称弹性模量)指的是一种量化的材料尺寸变化和外力的关系，它描述了材料在施加外力时变形的程度，表示当外力施加于材料时变形量与外力之比，科学家们常用Young modulus作为测量材料弹性刚度的量化指标。
二、性模量的测定方法
弹性模量的测定可以采用多种方法，主要由力学和机械测试法进行。
1.学测试
力学测量弹性模量的方法是采用拉伸、压缩或弯曲等试验方法，利用力计测量恒定荷载下材料的变形量，由此可以求出材料的弹性模量。
2.械测试
机械测试是一种测量材料变形量与外力之比的常用方法，通常采用机械试验机，先给材料施加一定的外力，再通过测量材料的变形量，得到材料的弹性模量。
三、性模量的物理意义
弹性模量在材料的研究中具有重要意义。
它可以反映出材料的力学性能，揭示材料的厚度、宽度、结构、成分和热处理等的影响，可以用来判断材料的弹性和抗变形能力。
弹性模量的大小可以用来表示材料的硬度，也可以反映出材料的刚度。
此外，测定材料的弹性模量还可以帮助科学家们了解材料的塑性变形、消失点和恢复点以及材料的稳定性等情况。
四、性模量的应用
弹性模量是材料研究中重要的参数，对材料的研究和应用具有重要意义，它可以用来研究材料的力学性能、物理性能和热性能，从而为材料的设计、开发和应用提供重要的参考。
1.料的弹性分析
在材料的研究中，要分析材料的弹性，就要测量它的弹性模量。
通过测量，科学家们可以了解材料的断裂拉伸强度、抗弯强度、抗压强度以及抗拉抗压比，从而确定该材料的弹性性能。
2.用材料的机械性能
弹性模量可以反映出材料的机械性能，可以用来研究材料的延性，即在一定的温度下，材料受外力变形后能否恢复正常状态，从而了解材料的变形能力。
3.究材料的热膨胀系数
测量材料的弹性模量也可以用来分析材料的热膨胀系数，由于材料的热膨胀系数与弹性模量有关，因此测量材料的弹性模量也可以了解材料的热膨胀系数。
综上所述，弹性模量是力学、机械学和结构力学领域的基本参数之一，它表示材料的弹性刚度，是材料性能测试的重要指标，在材料的研究中具有重要意义，它可以用来表征材料的力学性能、物理性能和热性能，可以用来分析材料的弹性、机械性能和热膨胀系数等，为材料完善的设计、开发和应用提供重要参考。