实验11 动态法测量固体材料的杨氏弹性模量

实验11动态法测量固体材料的杨氏模量(_)希得提佩【教学目的】理解动态法测量杨氏模量的基本原理。掌握动态法测量杨氏模量的基本方法，学会用动态法测量杨氏模量。了解压电陶瓷换能器的功能，熟悉信号源和示波器

实验动态法测量固体材料的杨氏模量 11 (_)希得提佩 【教学目的】 1. 理解动态法测量杨氏模量的基本原理。 2. 掌握动态法测量杨氏模量的基本方法，学会用动态法测量杨氏模量。 3. 了解压电陶瓷换能器的功能，熟悉信号源和示波器的使用。 4. 培养综合运用知识和使用常用实验仪器的能力。 【教学要求】 1. 了解测量杨氏模量的主要方法，理解动态法测量杨氏模量的基木原理。 2. 掌握动态法测景杨氏模量的基本方法，学会用动态法测量杨氏模景。 3. 了解压电换能器的功能，学习信号源和数字存储示波器的使用。 4. 理解共振频率的基木概念,掌握利用示波器观测共振频率的基木方法。 5. 了解基频共振的基木概念，学会判断基频共振的基本方法。 6. 理解外延法测量物理量的基木思想，掌握外延法测量基频共振频率的基木原理和实现方法。 7. 学会直接测量量和间接测量量不确定度的估算，完整表示实验结果。 【实验设计思想与实现方法】 1. 杨氏模量 杨氏模量的定义与物理意义，测量杨氏模量的理论研究和工程应用意义，测量杨氏模量的基本方 法 ----- 静态法和动态法。 静态法的基木原理，拉伸法测量钢材的杨氏模量，压缩法测量金属材料的杨氏模量。静态法的优 缺点，为什么要用动态法？ 2. 动态法的基木思想 动态法一一动一一振动，振动规律，数学语言描述，四阶偏微分方程，求解出杨氏模量与样品参 牛户 E=1.6067 数和振动频率的关系，对圆棒试样，直径与长度满足时，测量杨氏模量，需要测量直 th 径从长度匕、质量和振动频率辫个物理量。 4 直径〃、长度乙、质量的测量，分别提供了直尺、游标卡尺、千分尺和电子天平。实验的关键 m 是测量振动频率。即如何使样品振动，怎样检测振动状态是基频振动，测出基频共振频率。 3. 动态法的实现 功率函数信号发生器作为激励振动的电源，采用压电换能器实现试样的振动和振动状态的接收,通 过数字存储示波器观测共振状态，鉴定基频共振，测量共振频率。