文档介绍：共振法测杨氏模量实验报告实验报告学生姓名:杨绍东学号:班级:A10轮机1 实验名称:共振法测杨氏模量实验指导老师:卢立娟实验时间: 共振法测量固体材料的杨氏模量一、实验目的 ,处理实验数据. 3了解换能器的功能,熟悉测试仪器的使用. 4培养学生综合运用知识和使用常用实验仪器的能力. 二、实验原理如图所示,一长为L的细棒,?2?YI?4? ??024 ?t?S?x 式中?为棒上距左端x处横截面的z方向位移,Y为该棒的杨氏模量,单位为N/m2,?为材料密度, S为棒的横截面积,S为某一截面的惯量矩。由该方程及边界条件,可解出杨氏模量:Y??10 ?3 ?L4S IL3m2 ???10?f I 2 ?2 上式中m为棒的质量,f为圆棒的基频频率. 4?d对于直径为d的圆棒,惯量矩I?zdS?,代入上式得: ?? 2S 64 L3m2 Y??4f d 实验中就是以悬挂点位置为横坐标,以相对应的共振频率为纵坐标作出关系曲线,。三、实验仪器 YM-2动态型杨氏模量测试台,FB209型动态杨氏模量测试仪,通用示波器、试样棒、天平、螺旋测微计等. 四、实验内容 1测量试样棒的长度L,直径d,质量m,为提高测量精度,要求以上量均测量3-. (1)安装试样棒:将试样棒悬挂于两悬线之上,要求试样棒横向水平,悬线与试样棒轴向垂直,两悬线挂点到试样棒的端点距离相同,并处于静止状态. (2)连机:将测试台、测试仪器、示波器之间用专用导线连接. (3)开机:分别打开示波器、测试仪的电源开关,,调节频率旋钮显示当前输出频率. (4)鉴频:待试样棒稳定后,调节“频率调节”粗、细旋钮,寻找试样棒的共振频率f1.(5)外延法测共振频率f1:因f1值随悬线位置不同而略有变化。按照上述方法,依次将两悬线支架同时从距两端20mm处开始,每次向内移动5mm,直至50mm处,分别测出相应的共振频率f1. (6)以悬挂点位置x为横坐标,以相对应的共振频率为纵坐标作出关系曲线,求曲线最低点所对应的频率. 五、数据分析 1测量试样棒的长度L 22 ()2?()?() A类不确定度为?A=?(cm) 3?2 B类不确定度为?B=(cm)长度L的不确定度为?L= ?2A??2B?(cm) L=?(cm)EL= ?100%?% 2测量试样棒的直径d A类不确定度为?A=× ()2?()2?()2?()2?()2 5?4 ?(mm) B类不确定度为?B=(mm)直径d的不确定度为?2d= ?A??2B?(mm) d=?(mm) d= ?100%?% 3测量试样棒的质量m= 质量m的不确定度即为B类不确定度为?m=?B=(g) m=?(g) m= ?100%?%4外延法测共振频率实验所得数据如下由以上数据可得图1 由图可得共振频率为 f1=(Hz) 不确定度为?f=(Hz) 5求杨氏模量?10?3??10?22102 Y=?4f?????10Nm??10 ? ? 3 ?? 相对不确定度为???????????f EY=?m???3L???4d???2? ?m??L??d??f 2 2 2 222 ???? 2 2 ???????? ?????3????4????2???% ???????? ?Y=Ey?Y?%??1010?1?109?Nm2? Y?(?)?1010m2 ?? 六、思考题 1外延测量法有什么特点? 答:所谓外延测量法,就是所需要的数据在测量数据范围之外,为了求得这个值,,再将曲线按原规律延长到待求值范围,在延长线部分求出所要的值。 2物体的固有频率和共振频率有什么不同?它们之间有何关系?答:固有频率只由系统本身的性质决定。固有频率和共振频率是两个不同的概念,它们之间的关系为: f固=f共? 14Q2 式中Q为试样的机械品质因数。对于悬挂法测量杨氏模量,Q值的最小值约为50,所以共振频率和固有频率相比只偏低%,由于两者相差很小,故实验中可用f共代替f固。南昌大学物理实验报告学生姓名:学号:班级:材料科学与工程124班班级编号:B510实验时间:19时00分第二周星期一座位号:13教师编号:T002 动态法测量杨氏模量一、实验目的 1学会用动态悬挂法测量材料的杨氏模量. 2学会用外延法测量,处理实验数据. 3了解换能器的功能,熟悉测试仪器的使用. 4培养学生综合运用知识和使用常用实验仪器的能力. 二、实验原理如图所示,一长为L的细棒, 棒的轴线沿x方向.