弹性模量的测量

弹性模量的测定实验报告弹性模量的测定实验报告引言：弹性模量是材料力学性质的一个重要参数，用于描述材料在受力后的变形程度。

本实验旨在通过测定金属材料的拉伸变形，计算其弹性模量，并探讨不同因素对弹性模量的影响。

实验装置与方法：实验中使用的装置主要包括拉伸试验机、测量仪器和金属试样。

首先，选择一根长度为L、直径为d的金属试样，并对其进行表面处理以确保试样表面光滑。

然后，在拉伸试验机上夹住试样的两端，使其处于拉伸状态。

通过加载装置施加拉力，同时使用测量仪器记录试样的变形程度。

实验步骤：1. 准备工作：清洁金属试样表面，确保试样无明显缺陷。

2. 安装试样：将试样放入拉伸试验机夹具中，调整夹具使试样两端固定。

3. 测量初始长度：使用游标卡尺等测量工具测量试样的初始长度L0。

4. 施加拉力：通过加载装置施加逐渐增加的拉力，同时记录下相应的拉伸变形量。

5. 测量最终长度：当试样断裂时，使用测量工具测量试样的最终长度L1。

6. 数据处理：根据测得的拉伸变形量和试样的几何参数，计算弹性模量。

结果与讨论：根据实验数据，我们计算得到了金属试样的弹性模量。

在本实验中，我们选择了不同材料的试样进行测试，包括铜、铝和钢等。

通过对比不同材料的弹性模量，我们可以发现不同材料具有不同的弹性特性。

此外，我们还探究了温度和应变速率对弹性模量的影响。

实验结果表明，随着温度的升高，金属材料的弹性模量会发生变化。

这是因为温度的变化会导致材料内部晶格结构的改变，进而影响材料的弹性性质。

另外，应变速率也会对弹性模量产生影响。

较高的应变速率会导致材料内部的位错运动增加，从而使材料的弹性模量降低。

结论：通过本实验，我们成功测定了金属材料的弹性模量，并探究了不同因素对弹性模量的影响。

实验结果表明，不同材料具有不同的弹性特性，且温度和应变速率对弹性模量有一定的影响。

这对于材料科学和工程应用具有重要的意义，可为材料选择和设计提供参考依据。

总结：本实验通过测定金属材料的拉伸变形，计算其弹性模量，并探讨了不同因素对弹性模量的影响。

弹性模量测量实验方法与结果分析弹性模量是材料力学性质的重要参数，用于描述材料的柔软度和变形能力。

测量弹性模量的方法有很多种，其中常用的包括拉伸实验、压缩实验和弯曲实验等。

拉伸实验是测量材料在拉力作用下产生的变形和应力的实验方法。

在实验中，我们通常使用一台万能试验机来进行拉伸实验。

首先，我们将待测材料样品夹在两个夹具之间，然后逐渐施加拉力，观察材料的应力-应变曲线。

根据材料的应力-应变曲线，我们可以计算出其弹性模量。

压缩实验是测量材料在压力作用下产生的变形和应力的实验方法。

同样，我们需要使用万能试验机来进行压缩实验。

与拉伸实验类似，我们将待测材料样品夹在夹具之间，然后逐渐施加压力，记录下材料的应力-应变曲线。

通过计算材料的应力-应变曲线，我们可以得到其弹性模量。

弯曲实验是测量材料在受弯曲作用下产生的变形和应力的实验方法。

在弯曲实验中，我们需要使用弯曲试验机或万能试验机。

首先，我们将待测材料样品放在弯曲试验机上，通过施加力矩来造成样品的弯曲。

实验过程中，我们记录下材料的应力-应变曲线，并计算出其弹性模量。

根据以上三种实验方法，我们可以得到材料的弹性模量。

然而，不同的实验方法所得到的结果可能会有一些差异。

这是因为材料的组织结构和性质在不同的应力下可能会发生变化，从而影响材料的弹性模量。

因此，在进行弹性模量测量时，我们需要注意选择合适的实验方法，并考虑实验条件对结果的影响。

除了上述实验方法，还有一些其他测量弹性模量的方法，例如超声波测量、共振频率测量等。

超声波测量方法利用超声波在材料中传播的速度来计算弹性模量。

共振频率测量方法则是通过观察材料在共振状态下的振动频率来得到弹性模量。

这些非传统的方法在特定领域具有重要的应用价值。

总结起来，弹性模量的测量是材料力学性质研究中的重要工作之一。

通过拉伸、压缩和弯曲等实验方法，我们可以获得材料的弹性模量。

然而，在进行实验时需要注意实验条件的选择和控制，以获得准确和可靠的实验结果。

物理实验中的弹性模量测量技巧弹性模量是材料力学性能的重要指标之一，它反映了材料在受力时的变形能力。

物理实验中，测量弹性模量是一个常见且重要的实验课题。

然而，由于材料的多样性和实验条件的复杂性，弹性模量的测量并非易事。

本文将从实验中常见的测量技巧入手，探讨如何优化测量过程，提高实验的准确性和可靠性。

第一，在测量弹性模量之前，我们首先需要选择合适的实验样品。

样品的选择应该考虑到多个因素，包括材料的性质、形状和尺寸等。

在选择材料时，我们应该尽量选用具有均匀组织结构和较高弹性模量的材料，以保证实验结果的准确性。

在选择形状和尺寸时，我们应该根据实际测量需求来确定。

如对于柱状材料的测量，我们可以选择长而细的样品，这样可以减小边缘效应对测量结果的影响。

第二，在进行实验测量之前，我们需要设计合理的实验方案。

实验方案的设计应该充分考虑到实验条件的控制和实验数据的采集。

在实验条件的控制方面，我们应该尽量避免温度、湿度等外界因素对实验结果的影响，可以通过在恒温室内进行实验或使用温度控制系统等手段来降低外界因素的影响。

在数据采集方面，我们可以利用先进的测量设备，如电子测量仪器、压力传感器等，来提高数据的采集精度和准确性。

第三，在实验测量过程中，我们应该合理选择测量方法和测量设备。

常见的弹性模量测量方法包括静态拉伸法、动态振动法等。

在选择测量方法时，我们需要考虑到实验材料的性质和形态，选用适合的测量方法。

同时，在选择测量设备时，我们应该选择具有较高精度和稳定性的设备，以提高实验数据的准确性。

第四，在进行实验测量时，我们需要注意实验操作的细节。

实验操作的细节直接关系到实验结果的准确性和可靠性。

在进行实验测量之前，我们应该熟悉实验设备的操作规程，并做好相应的准备工作。

在进行实验操作时，我们需要细心观察实验现象，及时记录实验数据，并严格控制实验条件。

同时，在实验过程中，我们还需要对实验数据进行处理和分析，以获得准确的弹性模量值。

弹性模量的测量实验报告一、实验目的1、掌握测量弹性模量的基本原理和方法。

2、学会使用相关实验仪器，如拉伸试验机等。

3、加深对材料力学性能的理解，培养实验操作能力和数据处理能力。

二、实验原理弹性模量是描述材料在弹性变形阶段应力与应变关系的比例常数，通常用 E 表示。

对于一根长度为 L、横截面积为 S 的均匀直杆，在受到轴向拉力 F 作用时，其伸长量为ΔL。

根据胡克定律，在弹性限度内，应力（σ ＝ F/S）与应变（ε ＝ΔL/L）成正比，比例系数即为弹性模量E，即 E ＝σ/ε ＝（F/S)／（ΔL/L) ＝ FL/（SΔL)。

在本实验中，通过测量施加的拉力 F、试件的初始长度 L、横截面积 S 和伸长量ΔL，即可计算出弹性模量 E。

三、实验仪器1、拉伸试验机：用于施加拉力并测量力的大小。

2、游标卡尺：测量试件的直径，以计算横截面积。

3、钢尺：测量试件的长度。

四、实验材料选用圆柱形的金属试件，如钢材。

五、实验步骤1、测量试件尺寸用游标卡尺在试件的不同部位测量其直径，测量多次取平均值，计算横截面积 S ＝π(d/2)＾2，其中 d 为平均直径。

用钢尺测量试件的初始长度 L。

2、安装试件将试件安装在拉伸试验机的夹头上，确保试件与夹头同轴，且夹持牢固。

3、加载测量缓慢启动拉伸试验机，逐渐施加拉力 F，记录下不同拉力下试件的伸长量ΔL。

加载过程应均匀缓慢，避免冲击。

4、数据记录记录每次施加的拉力 F 和对应的伸长量ΔL，至少测量 5 组数据。

5、实验结束实验完成后，缓慢卸载拉力，取下试件。

六、实验数据处理1、计算应变根据测量得到的伸长量ΔL 和初始长度 L，计算应变ε ＝ΔL/L 。

2、计算应力由施加的拉力 F 和横截面积 S，计算应力σ ＝ F/S 。

3、绘制应力应变曲线以应力为纵坐标，应变为横坐标，绘制应力应变曲线。

4、计算弹性模量在应力应变曲线的弹性阶段，选取线性较好的部分，计算其斜率，即为弹性模量 E 。

1.弹性模量的测量3.2.1 试验仪器与方法试验采用平板圆柱压头测定PV A-HA-Silk 复合水凝胶的压缩弹性模量。

测试装置与应力松弛装置相同，在UMT-Ⅱ多功能微摩擦试验机上，压头尺寸为Ф4mm ，试验中试样厚度为1.5mm ，试样压缩位移为试样厚度的5/8，加载速度为5mm/min ，采样间隔为0.02s 。

过程中初期产生的变形视作线弹性变形。

UMT-Ⅱ多功能微摩擦试验机直接采集压痕深度和压力随时间变化的数据，而压痕法测弹性模量所关注的是压力随压痕深度的变化关系，因此对从试验机上获得的数据做以下处理：将试验机中的“test file”转换为文本文档，根据压痕深度和压力的变化选取瞬时冲击的数据段，导入origin 软件后绘出压力随压痕变化的图像，将该图像进行线性拟合得到一条直线，进而使用origin 中的微分功能求出该直线的斜率，由弹性模量的定义式(3-4)可以求出PV A-HA-Silk 复合水凝胶的弹性模量值。

k Ap Fh E ===εσ （3-4）式中E ：弹性模量；σ：应力； ε：应变； F ：作用载荷；h ：试样厚度 A ：试样横截面积；p ：试样压缩变形 k ：应力应变曲线斜率2.渗透率的测量3.5.1 试验原理 (Testing Principle)渗透率是指完全充满孔隙空间的、单位压力梯度下粘度为1cP 的流体通过单位横截面积孔隙介质的体积流量，是多孔介质允许流体通过能力的量度。

在液体流动过程中，渗透率是衡量流体通过多孔材料的阻力或者摩擦力。

根据达西定律[136]，液体流动速率与施加于多孔材料的压力梯度成正比，与液体粘度成反比，故→→∆=P kv μ (3-2)其中，k 是多孔材料的渗透率，→∆P 是驱动液体流动的压力梯度，μ是液体粘度，→v 是通过整个多孔介质的体积流量速率。

对于一维的流动方向来说，式(3-2)可以改为 dxdP k V A Q x μ== (3-3) 其中，Q 是不可压缩液体的体积流量速率，A 为液体通过多孔材料的截面积。

弹性形变与弹性模量的测量弹性形变是物体在外力作用下发生的可逆形变过程，是物体恢复其初始形状和大小的能力。

弹性形变的程度及其恢复能力与物体的弹性模量密切相关。

弹性模量是描述物体抵抗弹性形变的能力，也可以看作是物体对外力的响应程度。

弹性形变的测量通常需要借助各种测力仪器，如弹簧测力计、应变计等。

弹簧测力计通过测量弹簧受力的大小来间接推断物体的弹性形变程度。

应变计则是通过测量物体表面的应变变化来获得弹性形变的信息。

这些测力仪器可以采集到物体受力情况下的位移或应变数据，从而计算出物体的弹性模量。

弹性模量的测量需要注意一些实验条件的控制。

首先是温度的控制，因为温度会对物体的弹性形变及弹性模量产生一定的影响。

通常测量时需要控制在恒定的温度下进行。

其次是样品的选择和准备。

不同材料具有不同的弹性模量范围，因此在测量时需要选择与待测物体性质相匹配的样品。

同时，样品的准备也需要保证表面的光洁度和平整度，以保证测量结果的准确性。

弹性模量的测量方法有多种，其中一种常见的方法是通过拉伸试验。

拉伸试验需要将待测样品放置在试样夹具中，然后向两端施加拉力使其发生弹性形变。

通过测量施加力和样品的伸长量，可以得到杨氏模量，即样品的弹性模量。

杨氏模量是描述材料抵抗弹性形变能力的指标，其计算公式为弹性模量=E=(F/A)/(ΔL/L0)，其中F为试验中施加的拉力，A为样品的横截面积，ΔL为样品的伸长量，L0为样品初始长度。

除了拉伸试验，还有压缩试验和弯曲试验等常见的弹性模量测量方法。

压缩试验与拉伸试验类似，只是将作用力改为压力。

弯曲试验需要将待测样品放置在承重台上，施加一定的力矩使其发生弹性形变，通过测量力矩和样品变形情况，可以计算得到材料的剪切模量和弯曲模量。

弹性模量的测量对于材料的工程应用具有重要意义。

它可以用于评估材料的强度和刚度，对于材料选择以及设计和制造的过程中起到指导作用。

此外，弹性模量的测量还可以用于研究材料的力学性质和力学行为，为材料科学的深入研究提供重要的实验依据。

弹性模量的测量实验报告一、实验目的1、学习用光杠杆法测量金属丝的弹性模量。

2、掌握光杠杆测量微小长度变化的原理和方法。

3、学会使用望远镜和标尺测量微小长度变化。

4、培养实验数据处理和误差分析的能力。

二、实验原理弹性模量是描述材料在弹性范围内抵抗形变能力的物理量。

对于一根长度为 L、横截面积为 S 的金属丝，在受到外力 F 作用时，其伸长量ΔL 与外力 F、长度 L 和横截面积 S 之间的关系为：＼F ＝＼frac{ES\Delta L}｛L}＼式中，E 即为弹性模量。

本实验采用光杠杆法测量微小长度变化ΔL。

光杠杆是一个由平面镜和支脚组成的装置，其结构如图 1 所示。

当金属丝伸长ΔL 时，光杠杆的后脚随之下降ΔL，而前脚则绕支点转动一个角度θ。

根据几何关系，有：＼tan\theta ＼approx ＼theta ＝＼frac{＼Delta L}｛b}＼其中，b 为光杠杆前后脚之间的垂直距离。

设从望远镜中观察到的标尺刻度变化为Δn，望远镜到标尺的距离为 D，则有：＼tan2\theta ＼approx 2\theta ＝＼frac{＼Delta n}｛D}＼将＼（＼theta ＝＼frac{＼Delta L}｛b}＼）代入上式，可得：＼＼Delta L ＝＼frac{b\Delta n}｛2D} ＼将＼（＼Delta L ＝＼frac{b\Delta n}｛2D}＼）代入＼（F ＝＼frac{ES\Delta L}｛L}＼），可得弹性模量 E 的表达式为：＼E ＝＼frac{8FLD}｛S\pi d^2 b\Delta n}＼其中，d 为金属丝的直径。

三、实验仪器1、弹性模量测量仪：包括支架、金属丝、砝码、光杠杆等。

2、望远镜和标尺：用于测量光杠杆反射的标尺刻度变化。

3、螺旋测微器：用于测量金属丝的直径。

4、游标卡尺：用于测量光杠杆前后脚之间的垂直距离 b。

5、砝码若干。

四、实验步骤1、调节仪器调节望远镜：使望远镜与标尺等高，且望远镜的光轴与标尺垂直。

实验5 弹性模量的测定〔共振法〕【实验目的】1.用支撑法测定金属材料的弹性模量。

2.学习综合应用物理仪器的才能。

【实验内容】1.连接线路。

2.测量各被测样品的长度、直径〔在不同部位测3次取平均值〕及质量〔见实验卡片〕不同样品各测一次。

3.测量样品的弯曲振动基频频率。

理论上，样品做基频共振时，支撑点应置于节点处，即支撑点应置于距棒的两端面分别为0.224L和0.776L处。

但是，在这种情况下，棒的振动无法激发。

欲激发棒的振动，支撑点必须分开节点位置。

这样，又与理论条件不一致，势必产生系统误差。

故实验上采用下述方法测定棒的弯曲振动基频频率：在基频节点处正负30mm范围内同时改变两支撑点位置，每隔5mm测一次共振频率，画共振频率与支撑点位置关系曲线。

由图可确定节点位置的基频共振频率。

钢棒共振频率在800---900HZ附近，铜棒的共振频率在700---800HZ附近。

【数据处理】1.由各样品的L，m，d值，按实验内容要求设计实验表格。

实验卡片上给出的相关数据：铜棒：M=(75.50±0.03)g d=(7.98±0.02)mm不锈钢棒：M=(39.20±0.03)g d=(6.00±0.02)mm支撑点距钢棒两端面的间隔为x处的共振频率f=846.06Hz.2.画铜棒的f-x曲线，并确定铜棒在节点位置的共振频率，分别计算铜棒和钢棒的杨氏模量E值及其百分误差η。

：3241.6067L mE fd=理论值：铜棒为110.910pa⨯钢棒为112.010pa⨯铜棒的f-x 曲线如下：BAx/cm由图可知铜棒基频f 0=7Hz()()3232104318.221075.50101.6067706.909.04107.9810E pa ---⨯⨯⨯=⨯⨯=⨯⨯铜1110110.9109.0410100%0.44%0.910E E E η-⨯-⨯==⨯=⨯理铜理 ()()3232114318.001039.20101.6067846.06 2.03106.0010E pa ---⨯⨯⨯=⨯⨯=⨯⨯钢1111112.010 2.0310100% 1.5%2.010E E E η-⨯-⨯==⨯=⨯理钢理【数据采集】〔1〕铜棒长度L/cm:支撑点距钢棒两端面的间隔为x处的共振频率fHz.〔〔〔4〕铜棒长度L/cm:支撑点距钢棒两端面的间隔为x处的共振频率f=843.51Hz.。

弹性模量的测定弹性模量是力学、机械学和结构力学领域的基本参数之一，它表示材料的弹性刚度。

它是衡量材料变形所需的外力大小的重要参数，因此它是材料性能测试的重要指标。

弹性模量的测定对科学家们的研究工作具有重要的意义。

一、性模量的定义弹性模量(Young modulus，简称弹性模量)指的是一种量化的材料尺寸变化和外力的关系，它描述了材料在施加外力时变形的程度，表示当外力施加于材料时变形量与外力之比，科学家们常用Young modulus作为测量材料弹性刚度的量化指标。

二、性模量的测定方法弹性模量的测定可以采用多种方法，主要由力学和机械测试法进行。

1.学测试力学测量弹性模量的方法是采用拉伸、压缩或弯曲等试验方法，利用力计测量恒定荷载下材料的变形量，由此可以求出材料的弹性模量。

2.械测试机械测试是一种测量材料变形量与外力之比的常用方法，通常采用机械试验机，先给材料施加一定的外力，再通过测量材料的变形量，得到材料的弹性模量。

三、性模量的物理意义弹性模量在材料的研究中具有重要意义。

它可以反映出材料的力学性能，揭示材料的厚度、宽度、结构、成分和热处理等的影响，可以用来判断材料的弹性和抗变形能力。

弹性模量的大小可以用来表示材料的硬度，也可以反映出材料的刚度。

此外，测定材料的弹性模量还可以帮助科学家们了解材料的塑性变形、消失点和恢复点以及材料的稳定性等情况。

四、性模量的应用弹性模量是材料研究中重要的参数，对材料的研究和应用具有重要意义，它可以用来研究材料的力学性能、物理性能和热性能，从而为材料的设计、开发和应用提供重要的参考。

1.料的弹性分析在材料的研究中，要分析材料的弹性，就要测量它的弹性模量。

通过测量，科学家们可以了解材料的断裂拉伸强度、抗弯强度、抗压强度以及抗拉抗压比，从而确定该材料的弹性性能。

2.用材料的机械性能弹性模量可以反映出材料的机械性能，可以用来研究材料的延性，即在一定的温度下，材料受外力变形后能否恢复正常状态，从而了解材料的变形能力。

1.弹性模量的测量3.2.1 试验仪器与方法试验采用平板圆柱压头测定PV A-HA-Silk 复合水凝胶的压缩弹性模量。

测试装置与应力松弛装置相同，在UMT-Ⅱ多功能微摩擦试验机上，压头尺寸为Ф4mm ，试验中试样厚度为1.5mm ，试样压缩位移为试样厚度的5/8，加载速度为5mm/min ，采样间隔为0.02s 。

过程中初期产生的变形视作线弹性变形。

UMT-Ⅱ多功能微摩擦试验机直接采集压痕深度和压力随时间变化的数据，而压痕法测弹性模量所关注的是压力随压痕深度的变化关系，因此对从试验机上获得的数据做以下处理：将试验机中的“test file”转换为文本文档，根据压痕深度和压力的变化选取瞬时冲击的数据段，导入origin 软件后绘出压力随压痕变化的图像，将该图像进行线性拟合得到一条直线，进而使用origin 中的微分功能求出该直线的斜率，由弹性模量的定义式(3-4)可以求出PV A-HA-Silk 复合水凝胶的弹性模量值。

k Ap Fh E ===εσ （3-4）式中E ：弹性模量；σ：应力； ε：应变； F ：作用载荷；h ：试样厚度 A ：试样横截面积；p ：试样压缩变形 k ：应力应变曲线斜率2.渗透率的测量3.5.1 试验原理 (Testing Principle)渗透率是指完全充满孔隙空间的、单位压力梯度下粘度为1cP 的流体通过单位横截面积孔隙介质的体积流量，是多孔介质允许流体通过能力的量度。

在液体流动过程中，渗透率是衡量流体通过多孔材料的阻力或者摩擦力。

根据达西定律[136]，液体流动速率与施加于多孔材料的压力梯度成正比，与液体粘度成反比，故→→∆=P kv μ (3-2)其中，k 是多孔材料的渗透率，→∆P 是驱动液体流动的压力梯度，μ是液体粘度，→v 是通过整个多孔介质的体积流量速率。

对于一维的流动方向来说，式(3-2)可以改为 dxdP k V A Q x μ== (3-3)其中，Q 是不可压缩液体的体积流量速率，A 为液体通过多孔材料的截面积。

弹性模量测试方法弹性模量是材料力学性能的重要指标之一，用于衡量材料在受力下变形的能力。

在工程设计和材料研究中，弹性模量的准确测定是非常重要的。

下面将介绍一些常用的弹性模量测试方法。

1. 静态拉伸测试法静态拉伸测试是最常用且最简单的弹性模量测试方法之一。

通过将试样加入拉伸试验机，在施加一定的拉伸力下测定材料的变形和应力。

根据胡克定律（Hooke's Law），可以根据拉伸应力和应变的关系计算出试样的弹性模量。

2. 超声波测试法超声波测试法是一种非破坏性的测试方法，通过测量超声波在材料中传播的速度得到弹性模量。

常用的超声波测试技术包括声速法、超声共振法、超声波干涉法等。

这些方法通常适用于均匀材料的弹性模量测定。

3. 压痕硬度测试法压痕硬度测试法是一种常用的间接测定弹性模量的方法。

通过在材料表面施加不同深度的压痕并测量其形状和尺寸，可以计算出材料的硬度。

根据硬度值和材料的应力-应变关系可以推导出弹性模量。

4. 性能材料测试方法一些特殊性能的材料，如纤维复合材料、陶瓷材料等，常常需要采用特殊的测试方法来测定其弹性模量。

例如，对于纤维复合材料，可以采用维氏定滞回测试法、三点弯曲测试法等测量弹性模量。

对于陶瓷材料，可以采用频率法、声激励法等测量弹性模量。

5. 压缩测试法除了拉伸测试，压缩测试也是一种常用的弹性模量测试方法。

通过施加一定的压缩力并测量材料的变形和应力，可以计算出材料的弹性模量。

压缩测试方法适用于各种材料的弹性模量测定，尤其是对于柔性材料和可压缩材料。

总之，弹性模量的测试方法有多种，选择合适的测试方法需要考虑材料的特点、试验设备的可用性、测试结果的准确性等因素。

在实际应用中，可以根据具体需求选择合适的测试方法来测定材料的弹性模量。

弹性模量的测量实验报告.doc实验目的：通过实验了解弹性模量的测量方法，掌握弹性模量的计算和影响因素。

实验原理：弹性模量是材料的重要力学性质之一，表示材料在受外力作用下变形产生的应力与应变关系的比值。

常见的弹性模量有杨氏模量、剪切模量、体积弹性模量等。

此处介绍杨氏模量的测量方法。

实验仪器：材料拉伸试验机、游标卡尺、电子天平、直尺、计算器等。

实验物料：棉线、钢丝、铜线、铝线等不同材质的丝线。

实验过程：1. 将不同材质的丝线分别装入拉伸试验机的样品夹具中，同时取出一段数量适当的丝线，用游标卡尺测量其直径，记录数据。

2. 启动试验机，调整张力，开始拉伸，当丝线断裂时停止拉伸，并记录拉伸主体的长度。

3. 根据拉伸主体长度的增长和直径的减小（由于横截面积的减少）计算应变ε，根据试验机上显示的应力值F计算应力σ=F/A，其中A为丝线横截面积。

4. 根据应力与应变的比值，即弹性模量公式E=σ/ε，计算杨氏弹性模量E。

5. 对于每种材质的丝线，进行重复实验，取平均值作为该材料的弹性模量。

实验结果：丝线直径d（mm）长度L（mm）应变ε 弹性应力σ（Pa）杨氏弹性模量E（Pa）棉线0.56 217 0.087 27.45×10^60.56 220 0.084 28.57×10^60.55 225 0.086 27.91×10^6平均值：28.31×10^6钢丝0.52 45 0.020 368.42×10^60.54 48 0.021 423.63×10^60.53 46 0.020 405.66×10^6平均值：399.57×10^6铜线0.7 85 0.053 97.00×10^60.71 90 0.051 101.53×10^60.72 92 0.052 103.91×10^6平均值：100.48×10^6铝线1.2 115 0.039 98.56×10^61.1 110 0.039 95.63×10^61.3 120 0.040 98.00×10^6平均值：97.73×10^6实验结论：通过本次实验，我们了解了弹性模量的测量方法和计算公式，掌握了不同材质对弹性模量的影响。

材料物理中的弹性模量测量方法材料物理中的弹性模量是描述材料固有性质的一个重要参数，它表示了材料在受到一定压力或拉力时应变程度和应力程度之间的比例关系。

弹性模量的确定对于材料的应用和研究都有着重要的意义。

在实际应用中，我们需要了解不同材料的弹性模量，以确保材料在承受外部压力或拉力时的稳定性和可靠性，同时也可以为制造材料提供依据。

本文将介绍材料物理中常见的几种弹性模量测量方法。

一、悬挂法悬挂法是一种简单且常用的弹性模量测量方法，它的原理是利用长度为L、横截面积为A、弹性模量为E的悬挂杆在重力的作用下的弯曲程度来测量弹性模量，其公式为：E = (mgL^3)/(4FAd^2)其中，m为悬挂杆的质量，g为重力加速度，d为悬挂杆的弯曲程度，F为弯曲力。

该方法的优点是操作简单易行，适用于弹性模量较小的材料，但是精度较低，受温度和湿度变化影响较大，需要进行多次实验取平均值。

二、共振法共振法是一种利用共振频率测量弹性模量的方法。

它的原理是将试样放在支架上，利用振动器对其进行激振，当试样共振时，测量其共振频率即可推算出其弹性模量。

该方法有两种共振模式，分别为纵向共振和横向共振。

纵向共振是指试样在其长度方向振动，而横向共振则是在试样的横向振动。

它们的共振频率的计算公式分别为：纵向共振：f = (1/2L)*√(E/ρ)横向共振：f = (1/2L)*√(G/ρ)其中，L为试样的长度，ρ为试样的密度，E为弹性模量，G为剪切模量。

以下是使用共振法进行测量的步骤：1. 将试样放置于支架上，并进行调整，使得试样与振动器之间呈现理想的接触情况。

2. 开始激振，记录下试样共振时的频率。

3. 对于纵向共振，可以通过改变试样长度或密度进行测量；对于横向共振，则需要使用切割试样的方法。

相比于悬挂法，共振法的精度更高，但需要设备和技术的支持，同时由于较高的频率可能对材料产生损伤，需要进行较为谨慎的操作。

另外，共振法只适用于弹性模量较大的材料。

弹性模量试验方法
弹性模量试验方法是用来测量材料在一定应力条件下的拉伸和压缩的能力。

此测试是以标准的压缩和拉伸测试机为依据。

下面是常用的三种弹性模量试验方法：
1.三点弯曲试验法：通常用于比较某些薄板和薄管的弹性模量大小。

试验时将待测的样品放置在两个大的支持撑点上，并在中间施加一个小的负载，以弯曲材料并测量相应的变形。

根据材料的几何尺寸和试验测量值可以计算出材料的弹性模量值。

2.拉伸试验法：用于测量均质材料的弹性模量，并能够确定影响弹性模量的因素。

试验时将样品装入夹具，并用拉伸部件拉伸样品并测量相应的变形。

根据应理论关系式，绘制应力-应变曲线，并根据这个曲线来计算弹性模量的值。

3.压缩试验法：用于测量均质材料在压缩下的弹性模量。

试验时将样品放入夹具中，用压力机对样品施加压力，并测量相应的变形。

根据应理论关系式，绘制应力-应变曲线，并根据这个曲线来计算弹性模量的值。

以上三个试验方法都可以测量材料的弹性模量，并且它们可以根据不同类型的应力状态进行试验。

材料力学中的弹性模量测量技术材料力学中的弹性模量是衡量材料抵抗形变的能力的重要参数。

它是描述材料在受力时产生的弹性应变与应力之间关系的指标。

弹性模量的测量技术在工程、材料科学和制造业等领域具有重要的应用价值。

本文将介绍几种常见的弹性模量测量技术，并讨论其优缺点。

常用的弹性模量测量技术主要包括拉伸法、压缩法、弯曲法和超声波法。

拉伸法是测量材料弹性模量的最常用方法之一。

通过施加恒定的拉伸力，测量拉伸前和拉伸后材料的长度变化，然后根据胡克定律计算弹性模量。

拉伸法具有简单、精确、易于操作的特点，适用于刚性材料和柔性材料的弹性模量测量。

然而，拉伸法只能测量材料的线弹性范围内的弹性模量，对于非线性材料和复杂结构的材料，其测量结果容易受到影响。

压缩法是另一种常用的测量弹性模量的方法。

这种方法通过施加垂直于材料表面的压缩力，测量材料的应力和应变，进而计算弹性模量。

压缩法适用于软质材料和薄膜材料的测量，如泡沫材料、橡胶材料和薄膜材料等。

与拉伸法相比，压缩法能够覆盖更广泛的弹性范围，但其复杂度较高，需要特殊的装置来施加均匀的压力。

此外，压缩法也会受到材料表面形貌和表面缺陷的影响。

弯曲法是一种测量材料弹性模量的非常灵活的方法。

通过在材料上施加弯曲力，测量材料的挠度和应力分布，进而计算弹性模量。

与拉伸法和压缩法相比，弯曲法具有更高的灵活性，能够测量各种形状和尺寸的材料。

此外，弯曲法的精度也较高，适用于复杂结构和材料的弹性模量测量。

然而，弯曲法在实际操作中需要考虑材料的几何形状和支撑方式等因素，对测量结果有一定的影响。

超声波法是一种非破坏性的测量弹性模量的方法。

通过在材料中传播超声波，并测量与材料相互作用后的超声波反射和传播特性，可以计算弹性模量。

超声波法适用于高精度和高频率范围的弹性模量测量，如金属材料和复合材料等。

此外，超声波法还可以用于材料的缺陷检测和质量评估，具有较高的实用价值。

然而，超声波法对材料的形状和表面质量要求较高，同时测量设备的成本也相对较高。

清华大学测量弹性模量试验物理实验完整报告班级姓名学号结稿日期：弹性模量的测量实验报告一.拉伸法测弹性模量1 •实验LI 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。

2. 实验原理（1）弹性模量及其测量方法对于长度为L 、截面积为S 的均匀的金属丝，将外力F 作用于它的长度方向， 设金属丝伸长量为5 Lo 定义单位横截面上的垂直于横截面的作用力F/S 为正应 力，而金属丝的相对伸长量各L/L 为线应变。

根据胡克定律，在弹性形变范围内，正应力与线应变成正比，表达式为：F … 5L s = E -式中比例系数E = 称作材料的弹性模量，与材料本身的性质有关。

在本实验中，设钢丝的直径为D,则钢丝的弹性模量可进一步表示为：4 FL irD 2§ L公式（2）即为本实验的计算公式。

在实验中，我们将钢丝悬挂于支架上，固定一端，在另一端加誌码，钢丝所 受到的沿长度方向的力F 山舷码的重力F=mg 表示。

用读数显微镜可以测岀钢丝 相应地伸长量5L （微小量）。

此外，钢丝长度L 用钢尺测量（本实验中钢丝长度 数据已给岀），钢丝直径用螺旋测微讣测量。

3. 实验仪器竖直金属支架，读数显微镜，支架底座，螺旋测微讣。

4. 实验步骤（1） 调整钢丝竖直。

钢丝下端应先挂硅码钩，用以拉直钢丝。

调节底座螺钉，使 得底座水平，保持钢丝以及下端夹具不与周圉碰蹭。

（2） 调节读数显微镜。

首先粗调显微镜高度，使得显微镜与标记线（细铜丝）同 高。

然后进行细调，先调节LI 镜看到义丝清晰的像，再前后移动镜筒看清标记线， 使标记线的像与义丝无视差。

⑶测量：测量钢丝长度L 及其伸长量§ L 。

先读出无耘码，仅有耘码钩（质量为 0. 200kg ）时标记线的位置（反映在鼓轮上），然后在琏码钩上每加一个碓码（质 量均为0. 200kg ）,(1)(2)读下一个位置yi。

先从无舷码逐步增加到九个琏码，增加完毕后，消除空程影响后，再依次递减到无祛码，乂得一组数据。