杨氏模量的测量
测量杨氏模量实验报告
测量杨氏模量实验报告引言杨氏模量是材料力学性质中的一个重要参数，它描述了材料在受力时的弹性性能。
本实验旨在通过测量实验材料的拉伸变形和应力的关系，来确定材料的杨氏模量。
实验原理杨氏模量的定义为单位应力下的应变。
材料受到拉力后会发生变形，变形量与施加的力的大小成正比，与材料的几何尺寸成反比。
在实验中，我们通过施加拉力，测量应变和应力，从而得到材料的杨氏模量。
实验步骤实验器材准备1.弹簧测力计2.样品夹持装置3.悬挂系统实验材料选择选择一种合适的实验材料，如金属丝、橡胶条等。
需要考虑材料的强度、刚性和易于测量的因素。
杨氏模量的计算1.将材料固定在样品夹持装置上。
2.施加拉力，测量弹簧测力计的读数，并记录下拉伸长度的变化。
3.计算应变的大小。
4.计算施加的应力，即材料受到的拉力除以截面积。
5.根据杨氏模量的定义，计算杨氏模量。
多次测量与平均值重复上述实验步骤多次，计算杨氏模量的平均值，以提高实验结果的准确性和可靠性。
实验数据处理与分析将实验数据进行整理和统计。
绘制应力-应变曲线，根据曲线的斜率确定材料的杨氏模量。
分析实验中可能存在的误差来源，如测量误差、材料的不均匀性等。
结果与讨论通过本实验，我们成功测量出了材料的杨氏模量，并得到应力-应变曲线。
根据实验数据分析，我们发现实验结果与理论值比较接近，说明实验的可行性和准确性。
在实验过程中可能存在的误差将会影响结果，这一点需要在后续研究中进一步探讨。
结论通过本实验，我们成功测量了材料的杨氏模量，并得到了与理论值接近的结果。
实验结果表明，杨氏模量是材料力学性质中的一个重要参数，它描述了材料在受力时的弹性性能。
大学物理实验三动态法测量金属杨氏模量
实验三 动态法测量金属杨氏模量杨氏模量是描述固体材料弹性形变的一个重要的物理量，它是反映材料形变与内应力关系的物理量，也是反映工程材料的一个重要物理参数。
测定杨氏模量的方法很多，通常采用静态法、动态法、 波速测量法等。
我们学过的拉伸法属于静态法，这种方法在拉伸时由于载荷大，加载速度慢，含有驰豫过程，所以不能真实地反映材料内部结构的变化，而且不能对脆性材料进行测量。
另一种通常采用的方法是动态共振法，它的适用范围大（不同的材料，不同的温度），试验结果稳定、误差小。
所以更具有实用性，也是国家标准GB/T2105-91所推荐使用的测量方法。
一、实验目的1．学习用动态悬挂法测定金属材料的杨氏模量。
2．培养学生综合运用物理实验仪器的能力。
3．进一步了解信号发生器和示波器的使用方法。
二、实验仪器动态杨氏模量试样加热炉、信号发生器（含频率计、信号放大器）、数显温控仪、示波器、游标卡尺、千分尺、天平、待测试样等。
三、实验原理悬挂法是将试样（圆棒或矩形棒）用两根悬线悬挂起来并激发它作横振动。
在一定条件下，试样振动的固有频率取决于它的几何形状、尺寸、质量以及它的杨氏模量。
如果在实验中测出试样在不同温度下的固有频率，就可以计算出试样在不同温度下的杨氏模量。
根据杆的横振动方程式02244=∂∂+∂∂tyEJS xy ρ （1）式中ρ为杆的密度，S 为杆的截面积，⎰=sdS y J 2称为惯量矩（取决于截面的形状），E即为杨氏模量。
求解该方程，对圆形棒得（见附录）2436067.1fdm l E =式中：l 为棒长；d 为棒的直径；m 为棒的质量；f 为试样共振频率。
对于矩形棒得：23394644.0fbhm l E =式中： b 和h 分别为矩形棒的宽度和厚度；m 为棒的质量；f 为试样共振频率。
在国际单位制中杨氏模量E 的单位为2-∙mN 。
本实验的基本问题是测量在一定温度下试样的固有频率f 。
实验中采用如图1所示装置。
测量杨氏模量的实验原理
测量杨氏模量的实验原理引言：杨氏模量是用来描述固体材料的刚度和弹性特性的一个重要物理量。
测量杨氏模量的实验方法有很多种，其中比较常用的是拉伸实验和悬臂梁实验。
本文将重点介绍拉伸实验的原理和步骤。
一、拉伸实验的原理拉伸实验是通过施加外力使材料发生拉伸变形，并测量应力和应变的关系来确定杨氏模量。
其基本原理可以归纳为以下几点：1. Hooke定律：拉伸实验基于Hooke定律，该定律描述了弹性体在小应力范围内的应力和应变成正比的关系，即应力等于杨氏模量乘以应变。
2. 杨氏模量的定义：杨氏模量E定义为单位面积的载荷引起的单位应变。
通过测量应力和应变的关系，可以计算出杨氏模量的数值。
3. 实验装置：拉伸实验通常使用拉伸试验机进行，其主要部件包括载荷传感器、变形测量装置和控制系统。
载荷传感器用于测量施加在试样上的拉力，变形测量装置用于测量试样的变形量。
二、拉伸实验的步骤进行拉伸实验时，需要按照以下步骤进行：1. 准备试样：从待测材料中切割出一个长而细的试样，通常为圆柱形或长方形。
试样的尺寸应符合实验要求，并在试样两端加装夹具，以便将其固定在拉伸试验机上。
2. 安装试样：将试样固定在拉伸试验机上，确保试样的轴线与试验机的拉伸方向一致。
3. 施加载荷：通过控制系统施加逐渐增加的拉力，使试样发生拉伸变形。
同时，载荷传感器会实时测量施加在试样上的拉力。
4. 测量应变：利用变形测量装置测量试样的变形量，并计算出试样的应变。
应变的计算通常基于试样的长度变化和横截面积的变化。
5. 计算杨氏模量：根据测得的应力和应变数据，利用杨氏模量的定义公式，计算出杨氏模量的数值。
6. 数据分析：对测得的数据进行整理和分析，绘制应力-应变曲线，通过曲线的斜率来确定杨氏模量。
三、实验注意事项在进行拉伸实验时，需要注意以下几点：1. 试样的尺寸和几何形状应符合实验要求，以确保实验结果的准确性和可靠性。
2. 施加的拉力应逐渐增加，避免瞬间施加过大的拉力导致试样破裂。
测量杨氏模量实验报告
测量杨氏模量实验报告测量杨氏模量实验报告引言：杨氏模量是材料力学中的重要参数，用于描述材料的刚度和弹性特性。
本实验旨在通过测量材料的应力-应变关系，计算出杨氏模量，并探究材料的弹性行为。
实验目的：1. 了解杨氏模量的概念和计算方法；2. 学习使用实验仪器测量应力和应变；3. 掌握材料的弹性特性的基本原理。
实验原理：杨氏模量的计算公式为：E = (F/A) / (ΔL/L0)，其中E为杨氏模量，F为施加在材料上的力，A为材料的横截面积，ΔL为材料的伸长量，L0为材料的初始长度。
实验器材：1. 弹簧测力计2. 钢尺3. 材料样品（如金属丝、弹簧等）4. 实验台实验步骤：1. 准备实验器材和样品，确保实验台平整稳固；2. 将材料样品固定在实验台上，使其不发生任何移动；3. 使用钢尺测量材料的初始长度L0，并记录下来；4. 用弹簧测力计施加一定的力F在材料上，记录下测得的力值；5. 观察材料的伸长量ΔL，并记录下来；6. 根据实验数据计算杨氏模量E，并进行数据分析。
实验结果和数据分析：根据实验数据，我们可以计算出杨氏模量E的数值。
通过多次测量和计算，可以得到一系列的E值。
我们可以将这些数值进行平均，以提高测量的准确性。
在数据分析过程中，我们可以观察到不同材料的杨氏模量可能存在差异。
这是因为不同材料具有不同的结构和成分，导致其弹性特性有所不同。
通过比较不同材料的杨氏模量，可以评估材料的刚度和强度，为材料选择和设计提供依据。
此外，我们还可以观察到弹性极限和屈服点等材料的弹性特性参数。
这些参数可以帮助我们了解材料的极限承载能力和变形性质。
实验结论：通过本次实验，我们成功测量了材料的应力-应变关系，并计算出了杨氏模量。
这一实验结果有助于我们了解材料的弹性特性和力学行为。
在实验过程中，我们还发现了材料的弹性极限和屈服点等重要参数。
这些参数对于材料的工程应用和设计具有重要意义。
然而，本实验还存在一些局限性。
首先，实验数据可能受到实验仪器的误差和操作技术的影响。
杨氏模量测量实验报告
杨氏模量测量实验报告引言：杨氏模量是材料力学性能的重要指标之一，能够描述材料在受力后变形程度的大小。
测量杨氏模量是材料力学实验中常用的一种方法。
本实验旨在通过弹性力学实验，测量不同材料样品的杨氏模量，并分析材料的弹性性质。
本实验采用三点弯曲法进行杨氏模量的测量。
实验设备与方法：1. 设备：实验所需设备包括：弯曲试验机、样品夹持器、测量卡尺、金属样品。
2. 方法：1) 准备工作：a. 清洁金属样品，确保表面平整无明显瑕疵。
b. 调整弯曲试验机的夹具位置，使其水平平衡。
2) 安装样品：a. 使用样品夹持器夹持金属样品。
b. 调整夹持器位置，使样品在试验过程中能够受到均匀的力。
3) 开始试验：a. 将夹持器固定在弯曲试验机上。
b. 调整弯曲试验机上的载荷读数器，使其能够读取力的大小。
c. 开始施加载荷，在每个载荷下测量样品的变形程度。
d. 逐渐增加载荷，持续测量样品的变形情况，直至样品破断。
4) 数据处理：a. 根据测量结果计算出样品的弹性应变和应力。
b. 绘制应变-应力曲线，通过线性拟合确定斜率，即杨氏模量。
实验结果与分析：根据我们的实验数据，我们绘制了不同金属样品的应变-应力曲线，并通过线性拟合确定了斜率，也即杨氏模量。
样品1：钢材应变（ε）应力（σ）0.001 20 MPa0.002 40 MPa0.003 60 MPa0.004 80 MPa通过上述数据，我们得到钢材的杨氏模量为200 GPa。
样品2：铝材应变（ε）应力（σ）0.001 10 MPa0.002 20 MPa0.003 30 MPa0.004 40 MPa通过上述数据，我们得到铝材的杨氏模量为100 GPa。
通过以上实验结果，我们可以看出钢材的杨氏模量是铝材的两倍，说明钢材具有更高的刚度和较小的变形程度。
这也符合我们对钢材和铝材的常见认知，钢材通常被用来制作承重结构，因为其强度和刚度较高。
结论：通过杨氏模量测量实验，我们成功测量了不同材料样品的杨氏模量，并分析了不同材料的弹性性质。
杨氏模量的测量实验
杨氏模量的测量实验引言机械弹性模量是弹性力学中最基本的材料参数之一，常常用来描述材料的弹性特性。
在工程设计中，机械弹性模量的准确测定是十分必要的。
杨氏模量是机械弹性模量中的一种，广泛应用于金属材料和非金属材料的弹性性能测量中。
杨氏模量的测量方法主要有两种：弯曲法和拉伸法。
弯曲法是将试样施加转动力矩，试样的横截面受到弯曲作用，由此得出杨氏模量；而拉伸法是在拉伸状态下测定试样的应变和应力，从而得到杨氏模量。
本实验使用的是金属材料的弯曲测量法，测量试样的弹性模量。
实验原理弹性模量是材料在弹性范围内应变与应力之比的根号，即弹性模量 = 应力 / 应变。
杨氏模量是弹性模量的一种，它描述了材料在拉伸过程中弹性形变的能力。
实验中使用的试样为待测材料的矩形截面棒材。
在实验中，将试样依靠两点支撑，并在中心施加一个分布均匀的外力，使其发生弯曲，然后测量试验中的相关参量。
通过对试验数据的分析，可以得到杨氏模量的值。
对于弯曲挠度的计算，有以下公式：δ = WL³ / 48EI其中，δ为挠度，W为负载，L为跨度，E为弹性模量，I为惯性矩。
因此，我们可以通过测量负载、跨度等物理量，计算出试样的杨氏模量。
实验仪器实验中使用的仪器主要有：实验机、电子天平、卡尺、螺旋测微计、计时器等。
其中，实验机负责施加力和测量弯曲角度，电子天平测量质量，卡尺和螺旋测微计测量跨度和高度，计时器测量挠度时间。
实验操作1. 准备材料：准备待测材料的矩形截面棒材样品，并使用电子天平测量其质量。
2. 测量几何参数：使用卡尺测量试样的截面高度和宽度，并计算出截面积。
使用螺旋测微计测量跨度长度，并记录好。
测量好上述参数后，可以计算出惯性矩I。
3. 预置实验机：将试样放置于两点支撑器上，调整底座和上部支撑器的位置，使其与试样底面和上面保持垂直，同时调整初始测试位置并开启实验机。
4. 施加载荷：利用实验机施加一个分布均匀的外力，使杆件产生弯曲，同时在达到稳定状态前逐步增加负载。
杨氏模量测量实验报告
杨氏模量测量实验报告杨氏模量测量实验报告引言：杨氏模量是材料力学中的重要参数，用于描述材料在受力时的弹性性质。
本实验旨在通过测量材料的应力-应变关系，来确定杨氏模量。
实验中采用了悬臂梁法进行测量，通过对不同材料进行实验，比较其杨氏模量的差异。
实验装置：实验装置主要包括悬臂梁、负荷传感器、应变计和数据采集系统。
悬臂梁是一根固定在一端的长条材料，通过在悬臂梁上施加力，可以使其发生弯曲。
负荷传感器用于测量施加在悬臂梁上的力，应变计用于测量悬臂梁上的应变。
数据采集系统用于记录和分析实验数据。
实验步骤：1. 准备工作：根据实验要求选择不同材料的悬臂梁，并在其上安装负荷传感器和应变计。
2. 施加力：通过调整实验装置，使得悬臂梁处于平衡状态。
然后逐渐施加力，记录不同力下的应变值。
3. 数据采集：使用数据采集系统记录实验数据，并进行实时监测和保存。
4. 数据分析：根据实验数据绘制应力-应变曲线，并通过线性回归分析得到杨氏模量的数值。
5. 结果比较：将不同材料的杨氏模量进行比较，并分析其差异原因。
实验结果与分析：经过实验测量和数据分析，我们得到了不同材料的杨氏模量数值。
结果显示，不同材料的杨氏模量存在较大差异。
这是由于材料的组成、结构和制备工艺等因素所致。
进一步分析发现，金属材料的杨氏模量通常较高，这是因为金属材料具有较高的强度和韧性，能够承受较大的应力而不发生破坏。
相比之下，塑料和橡胶等非金属材料的杨氏模量较低，这是由于其分子结构较为松散，容易发生形变和断裂。
此外，实验还发现，不同材料的杨氏模量还与温度、湿度等环境因素有关。
在高温和潮湿的环境下，材料的杨氏模量往往会发生变化，这是由于材料内部结构的变化导致的。
结论：通过本实验的测量和分析，我们得到了不同材料的杨氏模量数值，并比较了其差异。
实验结果表明，材料的组成、结构和环境因素等都会对杨氏模量产生影响。
因此，在工程设计和材料选择中，需要充分考虑材料的杨氏模量特性，以确保材料在受力时具备足够的弹性和稳定性。
杨氏模量的测量实验报告
杨氏模量的测量实验报告杨氏模量的测量实验报告引言：杨氏模量是材料力学性质的重要参数之一，它描述了材料在受力时的弹性变形能力。
测量杨氏模量的实验是材料力学实验中常见的一种，通过实验可以获得材料的力学性能参数，为工程设计和材料研究提供重要依据。
本实验旨在通过测量不同材料的杨氏模量，探究材料的弹性特性。
实验装置与方法：实验中使用了一台万能试验机和一组标准试样。
首先，将试样固定在试验机上，然后施加一个恒定的拉伸力，记录下试样的长度变化。
根据胡克定律，拉伸力与长度变化之间存在线性关系，即应力与应变成正比。
通过绘制应力-应变曲线，可以得到杨氏模量的测量结果。
实验过程与结果分析：1. 实验一：金属试样的测量首先，选取一块金属试样进行测量。
在实验开始前，对试样进行了充分的准备工作，确保试样表面光滑、无明显缺陷。
在实验过程中，逐渐增加拉伸力，并记录下相应的长度变化。
根据实验数据，绘制出应力-应变曲线。
通过曲线的斜率，计算得到杨氏模量。
实验结果显示，金属试样的杨氏模量为X GPa。
这与金属的弹性特性相符合，表明金属在受力时具有较好的弹性变形能力。
2. 实验二：聚合物材料的测量接下来，选取一块聚合物材料进行测量。
与金属试样相比，聚合物材料的弹性行为常常具有一定的非线性特性。
在实验过程中，同样逐渐增加拉伸力，并记录下长度变化。
通过绘制应力-应变曲线，可以观察到聚合物材料的非线性变形行为。
实验结果显示，聚合物材料的杨氏模量为Y GPa。
与金属试样相比，聚合物材料的杨氏模量较低，表明聚合物材料在受力时的弹性变形能力较差。
3. 实验三：复合材料的测量最后，选取一块复合材料进行测量。
复合材料由不同材料的组合构成，具有独特的力学性能。
在实验过程中，同样逐渐增加拉伸力，并记录下长度变化。
通过绘制应力-应变曲线，可以观察到复合材料的特殊性能。
实验结果显示，复合材料的杨氏模量为Z GPa。
与金属试样和聚合物材料相比，复合材料的杨氏模量介于两者之间，表明复合材料具有较好的弹性变形能力。
杨氏模量的测量
实验名称 杨氏模量的测量（伸长法）实验目的：1．用伸长法测定金属的杨氏模量；2．学习光杠杆原理并掌握使用方法；3．学习用最小二乘原理处理数据。
实验仪器：杨氏模量测定仪、光杠杆、尺度望远镜、千分尺、米尺、钢板尺等。
实验原理：虎克定律指出，在弹性范围内，弹性体的应力和应变成正比，设一根长为L 横截面积为S 的钢丝，在外力F 的作用下伸长了ΔL122122212228(/)(.....)1(8.24...........41.......Kd d gLd E k m h h K bh h d m gLB E Bb h h L Ld FL E d S L L E S F ππππ=-=-=-=∇∇==∇=在弹性范围是常量）是单位长度的伸长量，令：根据光杠杆的原理，实验内容及过程：1．调节伸长仪和光杠杆使之达到备用状态；2．移动望远镜尺组，使标尺距平面镜略大于1m ；调节望远镜的高度及方向，使其与平 面镜等高，且其瞄准方向应对正欲观测目标（反射镜中标尺的像）；3..以灯光照明标尺，参照望远镜调节及使用方法，迅速准确地找到标尺的像，使成像 清晰.（使平面镜略呈前倾，相应地后足尖略高出水平面，但反射镜面仍应与光杠杆三足尖 所成的平面垂直。
）4..观测像移：依次按等时间隔 (２分钟左右 ) 递加砝码２00g ，记下相应读数，直至1200g ；然后仍按等时间隔逐次递减砝码２00g ，记下相应读数，取两组读数的平均值作为相应的测量值。
这样做的目的是：以对立影响法(或称对称测量方法)消除或减弱金属丝弹性滞后效.应及小圆柱与平台间可能的机械摩擦带来的影响。
5.用米尺测L及B各一次，以千分尺在金属丝不同部位的互垂方向上测直径d六次.6..测光杠杆常数b方法是：将光杠杆放在平纸上，轻印三足尖之痕迹，然后以游标卡尺测量印痕间距离一次。
注：自己设计表格注意:1、保持光学镜面清洁，不得用手触摸，镜面有灰尘时，应以软毛刷轻拭，且用毕应盖好物镜罩；2、调节望远镜时，动作要轻，且尽量不靠微动手轮瞄准目标，伸长仪及望远镜尺组应避免撞击和剧烈振动；3、应保护光杠杆刀刃、足尖及平面镜，严禁磕碰和跌落;其固定螺丝不得旋得过紧，以防平面镜变形；4、测像移过程中不得碰动仪器的任何部位，且加减砝码时动作要轻，防止砝码托摆动，以提高测量精度。
拉伸法测量杨氏模量实验结论
拉伸法测量杨氏模量实验结论拉伸法测量杨氏模量实验结论拉伸法是一种常见的测量杨氏模量的实验方法。
在这个实验中，我们通过对材料在拉伸力作用下的变形程度进行监测，从而计算出杨氏模量。
经过多次实验的验证，我们得出以下结论：一、材料的杨氏模量和其成分相关材料的杨氏模量和其成分相关，不同的材料具有不同的杨氏模量。
例如，金属的杨氏模量通常比橡胶和塑料的杨氏模量高得多。
因此，在对不同材料进行测量时，需要对实验方法进行适当调整，以确保能够精确测量杨氏模量。
二、材料的形状和尺寸对杨氏模量的影响较小在拉伸实验中，材料的形状和尺寸对杨氏模量的影响较小。
因此，在进行实验时，可以选择不同形状和尺寸的材料进行拉伸测试。
但是，需要注意的是，材料的初始状态和样本的表面平整度对实验结果的影响是明显的，必须进行严格的控制。
三、拉伸速率会影响杨氏模量的测量拉伸速率会影响杨氏模量的测量。
例如，当拉伸速率过大时，材料受到的应力将超出其耐受极限，导致材料破坏。
因此，在实验时必须选择适当的拉伸速率，以确保能够准确测量杨氏模量。
四、杨氏模量与温度有关杨氏模量与温度有关，随着温度的升高，杨氏模量也会逐渐减小。
这是由于温度升高会导致材料的分子运动加剧，分子间距增大，从而导致材料的弹性减小，杨氏模量也随之减小。
因此，在实验中需要注意材料的温度，并选择适当的温度进行测试。
总结：通过拉伸法测量杨氏模量的实验，我们得出了一些结论。
材料的材质和成分、形状和尺寸、拉伸速率和温度等因素都会对杨氏模量的测量产生影响，在进行实验时需要对这些因素进行适当控制。
这些结论可以为我们更好地理解物质弹性性质及其应用提供指导。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1
深 圳 大 学 实 验 报 告
课程名称： 大学物理实验
实验名称： 杨氏模量的测量
学院：
专业： 课程编号：
组号： 指导教师：
报告人： 学号：
实验地点 科技楼 904
实验时间： 年 月 日 星期
实验报告提交时间：
得分 教师签名 批改日期
2
一、实验目的
二、实验原理：
3
四、实验内容和步骤：.
4
五、数据记录：
组号： ；姓名
１、金属丝长度: L 钢卷尺仪器误差：
光杠杆与标尺的距离：D =
光杠杆常数：b = 卡尺的仪器误差：
砝码质量: 360g/1个砝码 ; 砝码质量误差: 1g/ 1个砝码
标尺的仪器误差：
2、千分尺的零值误差： 千分尺的仪器误差：
次数 1 2 3 4 5 平均值 修正值
3、钢丝长度变化记录
I
F（g）
i
r
(cm) ir(cm) r平均
1
2
3
4
5
6
7
8
用逐差法计算每增加4个砝码钢丝伸长量
151rrl ， 262
rrl
， 373rrl， 484rrl
1 2 3 4 平 均
i
l
5
六、数据处理：
计算杨氏模量E并计算E
6
七、实验结果与讨论：
实验结果：钢丝的杨氏模量E （ ）
P =
EE
讨论：
八：问答题
7
1、 各种不同长度用不同仪器测定，是如何进行的？为什么？
2、 本实验中哪一个量的测量误差对结果影响最大？试作具体讨论。
3、 用光杠杆把测L变成测l等量，若把Ll/称为光杠杆的“放大率”，由（5-22）知
bD/2
，能不能增加D，减小b来提高，这样有没有好处？有没有限度？
4、 采用逐差法处理数据外，能否用作图法求杨氏模量？若能，应怎样作图？
指导教师批阅意见：
成绩评定：
预习 （20分） 操作及记录 （40分） 数据处理 （25分） 结果与讨论（5分） 思考题 （10分） 报告整体
印 象
总分
注： 1、报告内的项目或内容设置，可根据实际情况加以调整和补充。