修改動態(tài)楊氏模量.ppt

動力學(xué)法測材料的楊氏模量,實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、學(xué)會用動態(tài)懸掛法測定材料的楊氏模量。 2、掌握如何用近似法測量測試棒的固有頻率。,回主頁,下頁,上頁,楊氏模量的測量方法： 靜態(tài)法(絲狀)和動態(tài)法(棒狀)。,實(shí)驗(yàn)簡介 所謂 “動態(tài)法”就是使測試棒（如銅棒、鋼棒）產(chǎn)生彎曲振動，并使其達(dá)到共振，通過共振測量出該種材料的楊氏模量值。,回主頁,下頁,上頁,“動態(tài)法”通常采用懸掛法或支撐法。,基頻振動形式,特殊點(diǎn),特殊點(diǎn),特殊點(diǎn),一次諧頻振動,特殊點(diǎn),特殊點(diǎn),特殊點(diǎn),特殊點(diǎn),二次諧頻振動,回主頁,下頁,上頁,本實(shí)驗(yàn)采用基頻振動形式。,固有頻率不止一個(gè)，而是有多個(gè)。分別對應(yīng)著不同的振動形式，分別為基頻固有頻率（通常所說的固有頻率），1階固有頻率，2階固有頻率，. .,基頻振動形式,實(shí)驗(yàn)原理,根據(jù)棒的橫振動方程,和邊界條件求解方程。 可知試樣作基頻振動時(shí),存在兩個(gè)節(jié)點(diǎn), 它們的位置距離端面為0.224 l和0.776 l處。,公式中l(wèi) 為金屬桿的長度；m 為金屬桿的質(zhì)量；d 為金屬棒的直徑，f 是金屬桿的基振頻率。,對于圓形金屬棒：,但是現(xiàn)實(shí)情況是，當(dāng)懸點(diǎn)真的指到節(jié)點(diǎn)處時(shí)，棒的振動卻無法激發(fā)，亦無法接收到振動信號（即觀察不到共振現(xiàn)象），最終也無法得到節(jié)點(diǎn)處共振頻率 。,當(dāng)懸點(diǎn)在節(jié)點(diǎn)（距端面分別為0.224l和0.776l處）位置時(shí)，阻尼為零，測量得到的共振頻率就是我們所要找的基頻頻率值。,面對理論要求與現(xiàn)實(shí)困難的沖突，該如何處理？,常用的處理方法：近似法,近似法：盡可能減小阻尼，實(shí)驗(yàn)中找到節(jié)點(diǎn)位置，然后在節(jié)點(diǎn)附近測量其共振頻率即可近似為固有頻率。,本實(shí)驗(yàn)，在節(jié)點(diǎn)附近的內(nèi)側(cè)和外側(cè)各選兩個(gè)測試點(diǎn)，得到基頻頻率f。將各測量量的平均值代入到原理公式即可獲得楊氏模量的平均值。,回主頁,下頁,上頁,1.測量試樣的直徑、長度和質(zhì)量，各測4次。 2.安裝試樣棒，連接線路。 3.測量測試棒的彎曲振動基頻頻率（選取距節(jié)點(diǎn)2mm和4mm的四對測試點(diǎn)）。,實(shí)驗(yàn)步驟,尋找試樣棒的共振頻率的方法,試樣棒穩(wěn)定之后，在估算的參考頻率范圍內(nèi)，尋找試樣棒的共振頻率 。 頻率不等于共振頻率時(shí)試樣不發(fā)生振動，示波器上幾乎沒有波形信號或波形很小。 當(dāng)頻率等于試樣的共振頻率時(shí)試樣發(fā)生振動，示波器熒光屏上出現(xiàn)共振現(xiàn)象（正弦振幅突然變大），再微調(diào)信號發(fā)生器的頻率旋鈕。當(dāng)波形振幅達(dá)到極大值時(shí)記下這時(shí)的頻率值 。,數(shù)據(jù)記錄,正確表示楊氏模量值,回主頁,下頁,上頁,數(shù)據(jù)處理,直尺儀0.065mm,游標(biāo)卡尺儀0.05mm,信號發(fā)生器儀0.1Hz,天平儀0.1g,注意事項(xiàng) 安裝試樣棒時(shí)，一定要細(xì)心，避免把懸絲弄斷。 應(yīng)先移動支架到既定位置，然后再懸掛試樣棒，懸絲要豎直向下，試樣