切变模量与转动惯量实验

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1、FD–TM-B型切变模量与转动惯量实验仪（扭摆）说明书上海复旦天欣科教仪器有限公司中国　　　上海11FD-TM-B切变模量与转动惯量实验仪（扭摆）一、概述　　　　材料在弹性限度内应力同应变的比值是度量物体受力时变形大小重要参量。正应力同线应变的比值，称杨氏模量;剪应力同剪应变的比值，称剪切弹性模量，简称切变模量。杨氏模量和切变模量在机械、建筑、交通、医疗、通讯等工业领域的工程设计及机械材料的选用中有着广泛的应用。本扭摆实验仪具有以下特点：1、金属丝下端爪手（旧仪器用圆盘）经精心设计。环状刚体可水平和垂直两种状态绕

2、同一转轴摆动，还可安放其它形状钢体（如条状等）扭摆摆动平稳可靠。2、用磁钢配霍耳开关与数字式计数计时仪测量扭摆振动周期。可查阅每半个周期时间，确定最佳测量周期数，周期测量准确度高。3、由于材料切变模量测量的各参量:周期、转动惯量、样品直径与线长均可精确测量和计算，所以实验结果准确度高。4、本实验仪器可测钢体（如环）绕不同转轴的转动惯量，有利于加深学生对转动惯量概念的深入理解。　　　　本仪器可用于高校基础物理实验和设计性研究性实验，也可用于演示实验。　　切变模量与转动惯量实验仪简图（其中2表示环状刚体垂直和水平二种

3、状态放置）1223845671、爪手　2、环状刚体　3、待测材料　4、霍耳开关　5、铷铁硼小磁钢　6、底座　7、数字式计数计时仪　8、标志旋钮　9、扭动旋钮9二、仪器装置简图三、仪器组成和技术指标111、爪手：长11cm，宽1.6cm。顶部带夹具。环状钢体可水平和垂直放置在爪盘上绕轴扭转。2、环状刚体。内径8.0cm，外径11.0cm。3、待测材料：钢丝和铜丝。直径0.4cm。4、集成霍耳开关传感器1只，直流电源工作电压5V。5、铷铁硼小磁钢1只6、可调节水平的三角座支架1个。支架上带夹具。7、数字式计数计时仪1

4、台。最大计数次数80次，计时范围0－255.99s，分辩率0.01s。四、仪器使用方法1、取下仪器上端夹头，并把它拧松，将钢丝一端插入夹头孔中，然后把夹头拧紧，再把夹头放回横梁上。用同样的方法，把钢丝的下端固定在爪手的夹头上。2、转动上端的“扭动旋钮”（9）使爪手一端的铷铁硼小磁钢（5）对准固定在立柱上的霍耳开关（4）。同时调整霍耳开关的位置，使之高度与小磁钢一致。3、调节立柱的两个底脚螺丝。使小磁钢靠近霍耳开关，并使它们之间相距为8毫米左右。4、转动横梁上的“标致旋钮”（8），使它的刻线与“扭动旋钮”（9）上的

5、刻线相一致。当旋转“扭动旋钮”（9）一个角度后，即刻又恢复到起始位置。此时爪手将绕钢丝作摆动。5、爪手有多种功能。圆环可水平放在爪手上面作振动。也可以垂直装在爪手下面作振动。爪手还可以安置条形棒或柱形棒作振动，以测得不同的周期值，并求出钢丝材料的切变模量或刚体的转动惯量。五、数字式计数计时仪使用1、开启电源开关，使仪器预热10分钟。2、按住上升键，使预置计数值达到实验要求。3、使爪手作扭转振动。当铷铁硼小磁钢靠近霍耳开关约1.0cm距离时，霍耳开关将导通，即产生计时触发脉冲信号。4、数字式计数计时仪有延时功能。当

6、扭摆作第一周期振动时，将不计时，计数为0。当计数显示1时，才显示计时半个周期。5、计数计时结束，可读出由于爪手振动在霍耳开关上产生计时脉冲的计数值和总时间，其中计数2次为一个周期。要查阅每半个周期时间，只要按一次下降键即可。六、使用注意事项1、本仪器为物理实验教学仪器。建议学生在计时操作时，按秒表计时和数字式计数计时仪计时同时使用和纪录数据，这样既可加强手按秒表计时训练，又可以掌握先进的计数计时技术，也可比较计时结果有利于误差分析。2、请勿用手将爪手托起又突然放下，铁制爪手自由下落冲力易将钢丝或铜丝拉断（往往在钢

7、丝与扎头连接处断）。3、实验结束请将环放在桌上，以减轻钢丝负重。4、11材料的切变模量与杨氏模量相似，与材料的成份、热处理工艺等均有关。如用树脂漆包线测得切变模量与纯铜丝的切变模量不相同。各种钢丝加工、热处理工艺不相同，切变模量也差异很大。1、如果当磁钢靠近霍耳开关时，此时触发指示灯无反应时则是磁钢的磁极放反了，取下来换个方向，就可以了。（此时触发指示灯为暗）扭摆法测量材料的切变模量和转动惯量（复旦大学物理实验中心协助提供）11材料在弹性限度内应力同应变的比值是度量物体受力时变形大小重要参量。正应力同线应变的比值

8、，称为杨氏模量；剪应力同剪应变的比值，称剪切弹性模量，又简称切变模量。与杨氏模量相似，切变模量在机械、建筑、交通、医疗、通讯等工业领域的工程设计及机械材料选用中有着广泛的应用。从机械转轴、机械与部件的连接直至建筑物抗震等性能都与切变模量参量有关。本实验用扭摆法测量钢丝及铜丝材料的切变模量，了解测量材料切变模量的基本方法，掌握基本长度和时间测量仪器的使用方法同时还可以用扭摆