用拉伸法测钢丝杨氏模量——实验报告.docx

试验目的】★�8�4 根本要求用拉伸法测钢丝杨氏模量——试验报告◆ �8�4 提高要求1、学习用拉伸法测定钢丝的杨氏模量；2、把握光杠杆测量的微小变化的原理；3、学习逐差法处理数据；4、学习测量结果的不确定度评定；5、了解望远镜的构造及原理；6、会用图解法提出粗差；7、了解选择测量仪器的理论依据；8、写出完整的试验报告试验仪器】1、设计用计算机测绘试验图线并用计算机进展数据分析和处理；2、设计杠杆发测固体热胀系数的试验方案；3、设计动态法测定杨氏模量的试验方案杨氏弹性模量测定仪；光杠杆；望远镜及直尺；千分尺；游标卡尺；米尺； 待测钢丝；砝码等试验原理】1. 杨氏弹性模量 Y 是材料在弹性限度内应力与应变的比值，即杨氏弹性模量反映了材料的刚度，是度量物体在弹性范围内受力时形变大小的因素之一，是表征材料机械特性的物理量之一2. 光杠杆原理伸长量Δl 比较小，不易测准，本试验利用了光杠杆的放大原理对Δ l 进展测量利用光杠杆装置后，杨氏弹性模量 Y 可表示为：式中，F 是钢丝所受的力，l 是钢丝的长度，L 是镜面到标尺间的距离，d 是钢丝的直径，b 是光杠杆后足到两前足尖连线的垂直距离，Δn 是望远镜中观看到的标尺刻度值的变化量。

3. 隔项逐差法隔项逐差法为了保持屡次测量优越性而承受的数据处理方法使每个测量数据在平均值内都起到作用本试验将测量数据分为两组，每组 4 个，将两组对应的数据相减获得 4 个Δn，再将它们平均，由此求得的Δn 是 F 增加 4 千克力时望远镜读数的平均差值试验步骤】 1．调整好杨氏模量测量仪，将光杠杆后足尖放在夹紧钢丝的夹具的小圆平台上，以确保钢丝因受力伸长时，光杠杆平面镜倾斜 2．调整望远镜调整目镜，使叉丝位于目镜的焦平面上，此时能看到清楚的叉丝像；调整望远镜上下、左右、前后及物镜焦距，直到在望远镜中能看到清楚的直尺像3. 在钢丝下加两个砝码，以使钢丝拉直登记此时望远镜中观看到的直尺刻度值，此即为n0 值逐个加砝码，每加 1 个，登记相应的直尺刻度值，直到n7，此时钢丝下已悬挂9 个砝码，再加1 个砝码，但不记数据，然后去掉这个砝码，登记望远镜中直尺刻度值，此为 n7’， 逐个减砝码，每减 1 个，登记相应的直尺刻度值，直到 n0’4. 用米尺测量平面镜到直尺的距离 L；将光杠杆三足印在纸上，用游标卡尺测出 b；用米尺测量钢丝长度 l；用千分尺在钢丝的上、中、下三部位测量钢丝的直径 d，每部位纵、横各测一次。

5. 测量完毕，整理各量具和器具数据记录和处理】1.望远镜中标尺读数砝码重量〔 千 克力〕标尺读数平加砝码时 减砝码时隔项逐差值均2.003.004.005.006.007.008.009.00Δn= mm提示：①标尺的平均差值Δn 是力 F=4 千克力时对应的标尺变化值，F 取 40 牛顿②把 B 类不确定度当作总不确定度，并取Δ仪=0.1/5=0.2mm，则 u〔Δn〕=0.12mm2. 单次测量 L、b、l L(mm)b(mm)l(mm)测量值(mm) Δ 仪 (mm) 不确定度(mm) 度%相 对 不 确 定注 ： 米 尺 取 最 小 刻 度 的 1/5 为 仪 器 误 差 ， 不 确 定测量部位测量方向度 �0�23. 钢丝直径 d 的测量测量工具：千分尺，最小刻度为 0.01mm，取其 1/5 为Δ仪 = 0.002mm上 中 下 平均纵向 横向 纵向 横向 纵向 横向d 〔mm〕设 ， 则 A 类 不 确 定度 ；B 类 不 确 定 ； 总 不 确 定度所 以 ， ， 相 对 不 确 定度 4. 杨氏模量 Y 的计算相对不确定度：总不确定度： ；试验结果标准形式：【思考与争论】1. 杨氏模量是材料的机械特性之一，只要材料的成份组成肯定，不管其长度和粗细如何，其值肯定。

2. 杨氏模量是一个简接测量量，计算公式较繁杂，在计算时肯定要细心，并要特别留意各简接测量量的量纲，以获得正确的结果3. 试验应在望远镜调好的条件下，先测Δn，依次测L、b、l，d，否则有可能在整个试验过程中试验条件发生变化，致使试验结果不正确。