杨氏模量的测定,杨氏模量的测定的实验步骤

杨氏模量，作为衡量材料刚度的重要物理量，对于材料在弹性范围内的形变有着至关重要的作用。小编将详细阐述杨氏模量的测定方法，包括实验原理、步骤以及数据处理。

1.杨氏模量的基本概念

杨氏模量（E）定义为：E=应力/应变=(F/A)/(△L/L)，F为施加在材料上的力，A为受力面积，△L为材料长度的变化量，L为原始长度。杨氏模量反映了材料在受力时抵抗形变的能力。

2.实验原理

杨氏模量的测定主要通过拉伸法进行。实验中，通过测量金属丝在拉伸或压缩状态下的伸长量或压缩量，以及施加在其上的力，来计算其杨氏模量。

3.实验步骤

3.1准备实验器材

准备实验器材包括金属丝、支架、砝码、测量尺、数据采集系统等。

3.2调整杨氏模量测量仪

将光杠杆后足尖放在夹紧钢丝的夹具的小圆平台上，确保钢丝因受力而变形。

3.3调节底脚螺丝

调节底脚螺丝使杨氏模量测定仪水平，并在砝码托盘上放置1个砝码。

3.4放置光杠杆

放好光杠杆，使镜面和金属丝平行。

3.5测量数据

进行多次测量，记录每次测量数据，包括试样质量m、长度l、平均厚度h、弯振基频共振频率值f以及修正系数T。

3.6数据处理

将测得的数据代入公式E=mf^2/(Th^3l)，即可算出动态杨氏模量E。

4.实验数据处理

4.1误差计算

对实验数据进行误差计算，包括扩展资料实验步骤中的误差计算。

4.2数据记录与处理

对各单次测量数据记录与处理，包括金属丝直径数据记录与处理、仪器误差限、仪器零点修正值等。

4.3望远镜标尺读数记录与处理

记录望远镜标尺读数，并处理单个砝码质量实验数据。

4.4不确定度处理

不确定度保留一位有效数字，采用“非零全入法”。

4.5平均值处理

平均值采用“统计性四舍五入法”，即“四舍五入”。

通过上述实验步骤和数据处理方法，可以准确测量杨氏模量。杨氏模量是衡量材料刚度的重要指标，对于工程设计和材料选择具有重要意义。