文档介绍：杨氏模量试验汇报
篇一：金属材料杨氏模量的测定试验汇报
浙江中医药大学
学生物理试验汇报
试验名称 金属材料杨氏模量的测定
学 院 信息技术学院 专业 医学信息工程 班级一班
汇报人 学号 同组人学号 同组人 学号 同组人 学号 理论课任课老师 试验课指导老师实 验 日 期 2021年3月2日 报 告 日 期 2021年3月3日 实 验 成 绩 批 改 日 期
浙江中医药大学信息技术学院物理教研室
篇二：光杠杆法测定
杨氏弹性模量测定试验汇报
一、摘要
弹性模量是描述材料形变和应力关系的主要特征量，是工程技术中常见的一个参数。在试验室施加的外力使材料产生的变形相当微小，难以用肉眼观察，同时过大的载荷又会使得材料发生塑形变形，因此要经过将微小变形放大的方法来测量。本试验经过光杠杆将外力产生的微小位移放大，从而测量出杨氏弹性模量，含有较高的可操作性。
二、试验仪器
弹性模量测定仪（包含：细钢丝、光杠杆、望远镜、标尺和拉力测量装置）；钢卷尺、螺旋测微器、游标卡尺。
三、试验原理
（1）杨氏弹性模量定义式
任何固体在外力作用下全部要发生形变，最简单的形变就是物体受外力拉伸（或压缩）时发生的伸长（或缩短）形变。设金属丝的长度为L，截面积为S，一端固定，一端在伸长方向上受力为F，伸长为△L。
定义：
ε?物体的相对伸长
?L
为应变， L
F
为应力。 S
物体单位面积上的作用力σ?
依据胡克定律，在物体的弹性程度内，物体的应力和应变成正比，即
F?L?E SL
则有：
E?
FL
S?L
式中的百分比系数E称为杨氏弹性模量（简称弹性模量）。
试验证实：弹性模量E和外力F、物体长度L和截面积的大小均无关，而只取决定于物体的材料本身的性质。它是表征固体性质的一个物理量。
对于直径为D的圆柱形钢丝，其弹性模量为：
E?
4FL
πD2?L
依据上式，测出等号右边各量，杨氏模量便可求得。式中的F、D、L三个量全部可用通常方法测得。唯有?L是一个微小的改变量，用通常量具难以测准。故而本试验采取光杠杆法进行间接测量。 （2）光杠杆放大原理
光杠杆测量系统由光杠杆反射镜、倾角调整架、标尺、望远镜和调整反射镜组成。试验时，将光杠杆两个前足尖放在弹性模量测定仪的固定平台上，后足尖放在待测金属丝的测量端面上。当金属丝受力后，产生微小伸长，后足尖便伴随测量端面一起作微小移动，并使得光杠杆绕前足尖转动一个微小角度，从而带动光杠杆反射镜转动对应的微小角度，这么标尺的像在光杠杆反射镜和调整反射镜之间反射，便把这一微小角位移放大成较大的线位移。
如右图所表示,当钢丝的长度发生改变时，光杠杆镜面的竖直度必定要发生改变。那么改
变后的镜面和改变前的镜面必定有一个角度差，用θ来表示这个角度差。从下图我们能够看出：
?L?b?tan??b? ，式中b为光杠杆前后足距离，称为光杠杆常数。
设开始时在望远镜中读到的标尺读数为r0，偏转后读到的标尺读数为
ri，则放大后的钢丝伸长量为C?r-r0，由图中几何关系有：
2??tan2??
C/2H
,??
C
4H
由上式得到：?L?
bC
4H
代入计算式，即可得下式：
E?
这就是本试验所依据的公式。
16FLH
?D2bC
四、试验步骤
（1）调整测量系统 1、目测调整
首先调整望远镜，使其和光杠杆等高，然后左右平移望远镜和调整平面镜，直到凭目测从望远镜上方观察到光杠杆反射镜中出现调整平面镜的像，再合适转动调整平面镜直到出现标尺的像。 2、调焦找尺
首先调整望远镜目镜旋轮，使“十”字叉丝清楚成像；然后调整望远镜物镜焦距，直到标尺像和“十”字叉丝无视差。 3、细调光路水平
观察望远镜水平叉丝所对应的标尺读数和光杠杆在标尺上的实际位置是否一致，若显著不一样，则说明入射光线和反射光线未沿水平面传输，能够合适调整平面镜的俯仰，直到望远镜读出的数恰好为其实际位置为止。调整过程中还应该兼顾标尺像上下清
晰度一致，若清楚度不一样，则能够合适调整望远镜俯仰螺钉。 （2）测量数据
1、首先预加10kg的拉力，将钢丝拉直，然后逐次改变钢丝拉力（逐次增加2kg），测量望远镜水平叉丝对应的读数。
因为物体受力后和撤销外力后不是立即能恢复原状，而会产生弹性滞后效应，因此为了减小该效应带来的误差，应该在增加拉力和减小拉力过