清 华 大 学 实 验 报 告 系别:机械工程系 班号:机械72 班 姓名:车德梦 (同组姓名: ) 作实验日期 2008 年 12 月 3 日 教师评定: 实验2
1 拉伸法测弹性模量 一、 实验目的 (1)学习用拉伸法测量弹性模量的方法; (2)掌握螺旋测微计和读数显微镜的使用; (3)学习用逐差法处理数据
二、实验原理 1
弹性模量及其测量方法 本实验讨论最简单的形变——拉伸形变
即棒状物体(或金属丝)仅受轴向外力作用而发生伸长的形变(称拉伸形变)
设一均匀金属丝截面积是 S、长度是 L,沿长度方向受一个外力 F 后金属丝伸长L
单位面积上的垂直作用力 F/S 称为正应力,金属丝的相对伸长/LL称为线应变
实验结果指出,在弹性形变范围内,正应力与线应变成正比,即FLESL 这个规律称为胡克定律
适中的比例系数 //FSELL 称作材料的弹性模量
它表征材料本身的性质,E 越大的材料,要使它发生一定的相对形变所需的单位横截面积上作用力也越大
本实验测量的是钢丝的弹性模量,如果测得钢丝的直径为 D,则可将上式进一步写为 24 FLEDL 测量钢丝的弹性模量的方法是将钢丝悬挂于支架上,上端固定,下端加砝码对钢丝施加力 F,测出钢丝相应的伸长量L,即可求出 E
逐差法处理数据 为了使测量L更准确些,采用测量多个L的方法以减少测量的随机误差,即在钢丝下端每加上一个砝码测一次伸长位置,逐个累加砝码,逐次记录伸长位置
通过数据处理求出L
用上述方法测量10 次得到相应的伸长位置1210,,,yyy
为了发挥多次测量的优越性,把前后数据分为两组,12345,,,,yyyyy 为第一组,678910,,,,yyyyy为另一组
将两组中相应的数据相减得出5 个il ,5ilL,则 617210555yyyyyyL