工程训练中心】S-WL0003动态杨氏模量实验仪

发布时间:2025-09-09 15:47

动态杨氏模量实验仪(Dynamic Young's Modulus Tester)

一、简介

此仪器能用声学的方法测出它做弯曲振动时的共振频率,由此得到其弹性模量。与静态拉伸法相区别,本方法称为动态悬挂法,是国家标准推荐的一种测弹性模量的方法。

二、仪器特点

1.仪器不仅具有实用性,且符合测定杨氏模量的国家标准。

2.此仪器不仅可用于教学实验,也可用于科研测量。

3.本实验完成的是一个培养学生综合使用实验仪器的综合性实验。

4.可提供两个设计性扩展实验,培养学生研究探索的科学精神。

三、实验原理

物体在弹性限度内,在长度方向单位横截面积所受的力F/S称为应力,物体在长度方向产生的相对形变△l/l称为应变,由胡克定律可以知道,这二者是成正比的。

其比例系数E称为弹性模量,它表征材料本身的性质,仅与材料的物质结构、化学结构及其加工制作方法相关。E越大的材料,要使它发生一定的相对形变所需要的单位横截面积上的作用力就越大。弹性模量标志了材料的刚性,书后附录中列出了部分材料的弹性模量值。

试样在做基频振动时,存在两个节点,根据计算,它们的位置分别距端面在0.224l和0.776l处。

实际测量时,由于不能满足d<<l,此时

四、实验内容

1.连接线路。

2.测量被测样品——黄铜棒和不锈钢棒的长度、直径(在不同部位测3次取平均值)及质量(测1次),将数据填入实验用表中。

3.根据附录D中给出的铜和钢的弹性模量的参考值,估算铜和不锈钢这两种材料的共振频率值,以便寻找共振点。

4.测样品的弯曲振动基频频率。

5.以x/l作横坐标,共振频率f为纵坐标,在坐标纸上画f-x/l曲线。由曲线确定悬线在节点(x=0.224l)位置的基频共振频率。

6.计算黄铜和不锈钢的弹性模量。