大学物理实验杨氏模量PPT讲稿

END
用金属的伸பைடு நூலகம்测定杨氏模量
1、纪律是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律，就难以成功。
3、道德行为训练，不是通过语言影响 ，而是 让儿童 练习良 好道德 行为， 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 美纽斯
5、教导儿童服从真理、服从集体，养 成儿童 自觉的 纪律性 ，这是 儿童道 德教育 最重要 的部分 。—— 陈鹤琴
16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃

安全评估：用于评估结构的安全性 和可靠性
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优化设计：用于优化结构的设计和 材料选择
维护和修复：用于指导结构的维护 和修复工作
在生物医学中的应用
生物力学研究：分析生物组织的力学特性 生物材料研究：评估生物材料的力学性能 生物医学工程：设计、制造和评估生物医学设备 生物医学成像：分析生物组织的力学特性和生物材料的力学性能
弹性模量
计算方法包括： 应力-应变曲 线法、超声波 法、光弹性法
等
应力-应变曲线 法：通过测量 材料在动态载 荷作用下的应 力-应变曲线， 计算动态杨氏
模量
超声波法：通 过测量材料在 超声波作用下 的振动频率和 振幅，计算动
态杨氏模量
光弹性法：通 过测量材料在 光弹性作用下 的应变分布， 计算动态杨氏
在其他领域的应用
汽车制造领域：用于模拟汽车 在行驶过程中的应力和应变
航空航天领域：用于模拟飞行 器在飞行过程中的应力和应变
建筑工程领域：用于模拟建筑 物在受力过程中的应力和应变
生物医学领域：用于模拟人体 骨骼和肌肉在运动过程中的应
力和应变
动态杨氏模量的 研究进展与展望
动态杨氏模量研究的历史回顾
应力状态对动态杨氏模量的影响
应力状态：包括拉伸、压缩、剪切、弯曲等 应力大小：应力越大，动态杨氏模量越大 应力方向：应力方向不同，动态杨氏模量也不同 应力频率：应力频率越高，动态杨氏模量越大
动态杨氏模量的 实验测定
实验原理
动态杨氏模量： 描述材料在动 态载荷作用下
的弹性特性
实验方法：通过 测量材料在动态 载荷作用下的应 变和应力，计算
实验数据记录与处理

03
在实验过程中，要保持 实验室环境的稳定，避 免外界因素对实验结果 的影响。
04
在数据处理时，要进行 误差分析和数据修正， 以确保实验结果的准确 性和可靠性。
05
数据处理及结果分析
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
数据处理方法
01
02
03
数据筛选
剔除异常数据，确保数据 准确性。
• 优点：静态拉伸法具有较高的精度和可靠性，适用于各种金属材料的杨氏模量测量。 • 缺点：需要使用较大的样品和复杂的测量系统，测量时间较长。
动态共振法
• 总结词：利用金属样品的共振频率与杨氏模量的关系，通过测量共振频率计算杨氏模量。
• 详细描述：动态共振法是一种非接触式的测量方法。在动态共振法中，金属样品被固定在一个振动系统中，并受到周期性的激振力。当激振频率与金属样品的自然共振频率相同时，金 属样品会发生共振。通过测量共振频率，可以计算出金属的杨氏模量。
杨氏模量测量的未来发展前景
技术创新
随着科技的发展，未来将有更多高精度、非破坏性的测量技 术应用于杨氏模量的测量，如光学技术、超声波技术等。
应用领域拓展
杨氏模量作为材料力学性能的重要参数，其测量技术在材料 科学、物理学、工程学等领域具有广泛的应用前景。未来将 有更多新的应用领域被发掘和拓展。
误差来源及减小误差的方法
误差来源
主要包括设备精度、操作误差、环境 因素等。
减小误差的方法
定期校准设备、提高操作技能、控制 环境因素等。
06
实验结论及展望
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
实验结论

托马斯· 杨一生成果涉及光学 、声学、流体动力学、船舶 工程、潮汐理论、毛细作用 、力学、文字学、生理学 ……
结束语
杨长大后，在职业的 选择方面受到了叔父 的影响(这位当医生 的叔父几年后去世， 为杨留下了一笔巨大 的遗产，包括房屋、 书籍、艺术收藏和1 万英镑现款，这笔遗 产使他后来在经济上 完全独立，能够把他 所有的才华都发挥在 需要的地方)。
物理学家简介-通识教育

托马斯· 杨，世界上最后一个什么都知道的人
物理学家简介-通识教育
托马斯· 杨
他两岁起就开始阅读，并逐渐爱上阅读 在杨13岁时他已经能够阅读拉丁文、希腊语、法语和意 大利语，同时他发展了自己在自然科学领域的兴趣 并且能够制作望远镜和显微镜等光学仪器 杨在20岁之前又将他的语言疆域扩张 至东方 开始了对希伯来语、阿拉伯语、波斯 语等进行研究 而自然科学方面也是由浅入深 杨已经掌握了微积分，通读了牛顿和 拉瓦锡等人的书籍
实验目的
基本动手能力的训练 1、加强常用常规测量工具正确操作的训练 2、各种不同精度测量工具的数据记录 3、学会用光杠杆法来测量微小长度的伸缩量 4、学会用逐法差来处理数据 基本测量的思维训练 1、基本测量的重要性 2、用常规的工具来测量微小的物理量（光速的测量） 3、能力迁移 通识文化的认知-托马期·杨的人生启示 1、文理兼融，才能称得上 一个完整的人 2、不懂管理的理工人才与不通专业的管理人才，将是我 国与印度竞争时的最大隐患。
4、杨氏模量 E 不确定度计算 由
EE
8mgLD 8g _______________ E 2 _______ 2 d bn _____ __________
uE 可得 uE E EE E
注意事项

实验结果
应用前景
实验结果表明，优化后的结构在承受动态 载荷时表现出更高的稳定性和强度。
这种结构在航空航天、汽车和建筑等领域 具有广泛的应用价值。
案例三：某系统的动态杨氏模量修改
总结词
通过调整系统参数，实现了动 态杨氏模量的优化。
详细描述
通过调整系统的参数，如压力 、温度和材料配比等，实现了 对系统动态杨氏模量的有效控 制和优化。
实验结果
实验结果显示，优化后的系统 在动态性能上有了显著提升， 能够更好地适应外部载荷的变 化。
应用前景
这种系统在自动化生产线、精 密仪器和高端装备等领域具有
广泛的应用前景。
04
CATALOGUE
修改动态杨氏模量的挑战与前景
当前面临的挑战
01
02
03
技术难题
目前修改动态杨氏模量技 术尚不成熟，需要克服许 多技术难题，如精确控制 、稳定性、可重复性等。
实验结果
实验结果显示，经过调整后的材料在动态杨氏模量上有了显著提升， 表现出优异的力学性能。
应用前景
这种材料在承受高速冲击、振动等复杂力学环境下具有广阔的应用前 景。
案例二：某结构的动态杨氏模量修改
总结词
详细描述
通过优化结构设计，实现了动态杨氏模量 的有效提升。
通过对结构进行详细的理论分析和仿真模 拟，优化了结构的形状、尺寸和连接方式 ，从而提高了结构的整体动态杨氏模量。
和可靠性。
声学与振动控制
在声音和振动控制领域，动态杨 氏模量是影响材料隔声和减振性 能的关键参数，通过调整材料的 动态杨氏模量可以实现对声音和
振动的有效控制。
02
CATALOGUE
修改动态杨氏模量的方法

设有一根长为 l ，截面积为 S 的钢丝，
在外力 F的作用下伸长(或缩短)了 l ,
比值 F / S 就是单位面积上的作用力，称为胁强；
比值 l / l 是物体的相对伸长，称为胁变。
用拉伸法测金属丝的杨氏弹性模量
三．实验原理
1. 杨氏模量 按胡克定律，在物体的弹性限度内，胁强与胁变成正比
比例系数 Y F / S 称为杨氏模量。单位为：N m2
用拉伸法测金属丝的杨氏弹性模量
一．实验目的 二．仪器和用具 三．实验原理 四．必修实验内容
五．选修实验内容 六．数据记录及处理 七．思考题
用拉伸法测金属丝的杨氏弹性模量
一．实验目的 1.学习用拉伸法测定钢丝的杨氏模量 2.掌握光杠杆法测量微小变化量的原理 3.学习用逐差法处理数据 返回
一．实验目的
n1n4n0
取相应的差值
n2n5n1 n3n6n2
都是力增加4kg时， 望远镜读数的差值。
n4n7n3
则平均差值为 nn1n2n3n4 4
(n 4 n 0 ) (n 5 n 1 ) (n 6 n 2 ) (n 7 n 3 ) (3)式 4
这种方法称为隔项逐差法，每个数据在平均值内都起了作用。
注意:(3)式中 n 是力F增加4kg时，望远镜读数的平均差值。
用拉伸法测金属丝的杨氏弹性模量
二．仪器和用具 杨氏模量测定仪 望远镜及直尺
返回
光杠杆 千分卡 游标卡尺 水准器等
二．仪器和用具
用拉伸法测金属丝的杨氏弹性模量
三．实验原理
1. 杨氏模量
三．实验原理
在外力作用下，固体所发生的形状变化称为形变， 它可分弹性和塑性形变两类。当撤除外力，物体 能完全恢复原状的形变称为弹性形变，不能恢复 原状的形变谓之塑性形变。最简单的形变是棒状 物体受力的伸缩。

D—光杠杆反射镜转轴至标尺的距离。卷尺始端于 标尺表面，另一端于垂直卡座上表面。 钢卷尺与支架轴 线不严格平行 ，误差可估算 2-3mm.
d—钢丝直径。 千分尺测，应将测点均匀分布 在上 中下各个位置。仪器误差取 0.004mm.
物理实验中心
b—光杠杆腿长 (光杠杆动足到反射镜转的距离 )(水 平卡座长度 )。游标卡尺测，仪器误差 0.02mm.
M ? 4kg
标尺读数
减载
ni
?
1 2
(ni
?
ni?)
逐差值
4kg
n0?
n0
n1?
n1
n2?
n2
n3?
n3
n4?
n4
n5?
n5
N1 ? n4 ? n0 N2 ? n5 ? n1 N3 ? n6 ? n2
n6?
n6
n7?
n7
N4 ? n7 ? n3
? 1 4
N
?
4
Ni
i? 1
注意随时检查测量数据是否有问题！
1、了解杨氏模量的物理概念，学会测量杨氏弹性模量 的一种实验方法。
2、掌握用光杠杆放大测量长度微小变化的方法。 3、学会用逐差法处理数据 。 4、学习间接不确定度计算及结果表达
物理实验中心
实验原理
一、 杨氏模量
众所周知，物体在外力作用下将发生形变。当去 除外力，物体能恢复原来形状的形变 ——弹性形变.
物理实验中心
光杠杆 ——固定在三角支架上
的并可绕水平轴转动的小平面镜。
?
b ? 光杠杆腿长
b
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测量望远镜、标尺
光杠杆是如 何实现长度微小 变化的测量的？
A
N