物理论文金属材料杨氏模量测量方法探究

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1、学院毕业论文（设计）题目：金属材料杨氏模量测量方法探究专业：物理学（非师范）作者：指导教师（职称）：助教二o—年三月十二日金属材料杨氏模量测量方法探究【扌商要】：杨氏模量是表征固体材料弹性性能的重要参数之一，它的测量方法不仅是各大学被开设的基础实验之一，也是当代工业常见的測量技术。本论文主要探究金属材料杨氏模量测量方法，分析比较每种方法适用范围、测量精度、数据处理等。【关键词儿杨氏模量；杨氏模量测量；测量技术1」金属材料力学性能参数介绍41.2金属材料弹性模量测量的意义41.3本论文的主要内容和意义42金属

2、材料杨氏模量简介42.1杨氏模量定义42.2杨氏模量实验测量方法简介42.2.1杨氏模量实验测量难点52.2.2杨氏模量实验测量常用方法及研究进展52.3杨氏模量测量公式52.3.1静态法测量公式52.3.1.1横梁弯曲法5231.2拉彳申法62.3.2动态法测量公式73金属丝（棒）杨氏模量测量方法探究73」拉伸法测量金属丝（棒）杨氏模量73.1.1实验装置介绍73.1.2实验过程83.1.3实验结果及结果分析83.2测量金属丝杨氏模量其他方法84金属片杨氏模量测量方法探究94」动态法测量金属片杨氏模量94

3、.1.1实验装置介绍94.1.2实验过程94.1.3实验结果及结果分析94.2横梁法测量金属片杨氏模量104.2.1实验装置介绍104.1.2实验过程104.2.3实验结果及结果分析1（）114.3两种方法比较11总结致谢11参考文献121前言1.1金属材料力学性能参数介绍金属材料常会表现出独特的弹性、强度、塑性、韧性、硕度等力学性能而被广泛的应用于冶金、电子、机械、军事等各个领域。材料的力学性能参数在评定材料质量，结构设计选材，材料制备工艺等方面就显得至关重要的依据。材料的力学性能参数主要有弹性、强度、塑

4、性、韧性、硬度等。表征材料弹性的力学性能参数主要有弹性模量E、切变模量G、等。表征材料强度的力学性能参数有屈服强度6、抗拉强度、抗弯强度、抗压强度、疲劳强度、断裂强度等。表征材料塑性的力学性能有延展率、断面收缩率等⑴。1.2金属材料弹性模量测量的意义弹性模量是工程材料重耍的性能参数，它是反映材料抵抗弹性变形能力的指标，相当于普通弹簧中的刚度。金属材料的弹性模暈是一个对组织不敏感的力学性能指标，合金化、热处理、冷塑性变形等对弹性模量的影响较小，温度、加载速率等外在因素对其影响也不大，所以一般工程应用中都把弹性

5、模量作为常数。因合金成分不同、热处理状态不同、冷塑性变形不同等，金属材料的弹性杨氏模量值会有5%左右的波动。从宏观角度來说，弹性模量是衡量物体抵抗弹性变形能力大小的尺度，从微观角度來说,则是原子、离子或分子之间键合强度的反映。凡影响键合强度的因素均能影响材料的弹性模量，如键合方式、晶体结构、化学成分、微观组织、温度等。所以，测量金属材料的弹性模量，不但可以在设计和使用屮选择适当的材料，在材料铸造中也会选择合适的工艺，按要求制备材料，也可以改进制备工艺，提高材料性能。1.3本论文的主要内容和意义因为弹性模量是

6、工程材料重要的性能参数，测量金属材料的弹性模量对于生产屮非常重要。本论文主要介绍了金属杨氏模的的几种测量方法法，有弯曲法、拉伸法等。每种方法都有值得学习的地方，有它们的测量意义。所以，从实验教学而言，选择那一种实验方法能既有利于学生实验能力的培养，又有利于生产实践的结合，这是实验教学的重要课程。2金属材料杨氏模量简介2」杨氏模量定义一般地讲，对弹性体施加一个外应力后，弹性体会发生形状的改变（应变），弹性模量的一般定义为应力除以应变。根据应力作用方式不同，弹性模量包括杨氏模量、剪切模量、体积模量等。(2.M)

7、杨氏模量是反映弹性体在线应力作用下，弹性形变能力的物理量。1807年因英国医生兼物理学家托马斯.杨所得到的结果而命名。假设一根原长为L,截面积为S的细杆，施加一个拉力F后，细杆的伸长量dL,则此时细杆的杨氏模量为：~dL~S-dLLFdL（其中：三为线应力，〒为线应变）分析（2.1-1）式可知，杨氏模量E的单位与压强的单位一•致，都是Pa。2.2杨氏模量实验测量方法简介实验测量杨氏方法有横梁弯曲法、金属丝拉伸法、还有动态法等。弯曲法是把待测金属片放于两支柱的刀口上，在金属框上加祛码，用读数显微镜来测量金属片

8、受力的弯曲量来求出其的杨氏模量的。而拉伸法是运用光杠杆的放大法來求得金属丝被祛码的拉伸量來求出金属丝的杨氏模量的。动态法测量杨氏模量，主要是要测出待测金屈的基频频率，从而运用公式来求得试样的杨氏模量。221杨氏模量实验测量难点分析（2.1-1）式我们发现，测量弹性体的杨氏模量E,只要测得弹性体的长度L,横截面积S,外施加的拉力F以及由此引起的形变塑dL,就可以得到弹性体的杨氏模量Eo固体材料在弹性范围内，受到外力