1 实验二动态悬挂法测定金属材料的杨氏模量杨氏模量是工程材料的一个重要物理参数，它标志着材料抵抗弹性形变的能力。“静态拉伸法 ”由于受弛豫过程等的影响不能真实地反映材料内部结构的变化，对脆性材料无法进行测量。目前工程技术上常用“动态悬挂法 ”测量杨氏模量 ,也是国家标准指定的一种测量方法。其基本操作是： 将一根截面均匀的试样（棒） 悬挂在两只传感器（一只激振， 一只拾振）下面。 在两端自由的条件下，使之作自由振动。测出试样的固有基频，并根据试样的几何尺寸、密度等参数，测得材料的杨氏模量。一、实验目的1、用动态悬挂法测定金属材料的杨氏模量。2、培养学生综合应用物理仪器的能力。3、学习确定试样节点处共振频率的方法。二、仪器与用具动态杨氏模量实验仪（包括试样、杨氏模量测试台、信号发生器），存贮示波器，电子天平，螺旋测微器，游标卡尺三、实验原理对于一根水平放置的细棒，以水平方向为x 轴，竖直方向为轴，由棒的横振动方程：044222xySEJty（2.1）用分离变量法解以上方程对圆形棒得：。2436067.1fdmlE（2.2）上两式中， E 为杨氏模量， l 为棒长， d 为棒的直径，m为棒的质量，S 为棒的截面积，为棒的密度。如果在实验中测定了试样（棒）在不同温度时的固有频率f ，即可计算出试样在不同温度时的杨氏模量E 。在国际单位制中杨氏模量的单位为（2mN）。本实验的基本问题是测量试样在不同温度时的共振频率。由信号发生器输出的等幅正弦波信号，加在传感器I（激振）上。通过传感器I把电信号转变成机械振动， 再由悬线把机械振动传给试样，使试样受迫作横向振动。试样另一端的悬线把试样的振动传给传感器II （拾振），这时机械振动又转变成电信号。该信号经放大后送2 到示波器中显示。 当信号发生器的频率不等于试样的共振频率时，试样不发生共振，示波器上几乎没有信号波形或波形很小。当信号发生器的频率等于试样的共振频率时，试样发生共振。这时示波器上的波形突然增大，这时读出的频率就是试样在该温度下的共振频率。根据（2.2）式，即可计算出该温度下的杨氏模量。图 2.1试样共振频率的测量四、 实验内容1、测定试样的长度l 、直径 d 和质量 m，每个物理量各测5次。2、在室温下， 不锈钢和铜的杨氏模量分别为11102（2mN）和11102.1（2mN），先由（ 2.2）式估算出共振频率f ，以便寻找共振点。3、把试样棒用细钢丝挂在测试台上，悬挂点的位置约距离端面l1.0和l9.0处。4、...
