專利名稱：一種楊氏模量測(cè)量實(shí)驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種物理實(shí)驗(yàn)裝置，尤其涉及一種拉伸法測(cè)量金屬絲楊氏模量實(shí)驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
力作用于物體所引起的效果之一是使受力物體發(fā)生形變，物體的形變可分為彈性形變和塑性形變。固體材料的彈性形變又可分為縱向、切變、扭轉(zhuǎn)、彎曲，對(duì)于縱向彈性形變可以用楊氏模量來描述材料抵抗形變的能力。楊氏模量是表征固體材料性質(zhì)的一個(gè)重要的物理量，是工程設(shè)計(jì)上選用材料時(shí)常需涉及的重要參數(shù)之一，一般只與材料的性質(zhì)和溫度有關(guān)，與其幾何形狀無關(guān)。設(shè)金屬絲的原長L，橫截面積為S，沿長度方向施力F后，其長度改變A L，則金屬絲單位面積上受到的垂直作用力F/S稱為正應(yīng)力，金屬絲的相對(duì)伸長量AL/L稱為線應(yīng)變。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果指出，在彈性范圍內(nèi)，由胡克定律可知物體的正應(yīng)力與線應(yīng)變成正比，即比例系數(shù)Y即為楊氏彈性模量。為了測(cè)量細(xì)金屬絲的微小長度變化，一般在實(shí)驗(yàn)中使用了光杠桿放大法，光杠桿的作用是將微小長度變化放大為標(biāo)尺上的位置變化，通過較易準(zhǔn)確測(cè)量的長度測(cè)量間接求得鋼絲伸長的微小長度變化，尺讀望遠(yuǎn)鏡和光杠桿組成如圖1所示的測(cè)量系統(tǒng)。金屬絲2的上端夾緊在固定夾頭I中。其中部有一個(gè)可以上下移動(dòng)的平臺(tái)5，用來承托光杠桿3。平臺(tái)上有一個(gè)圓孔，孔中有一個(gè)可以上下滑動(dòng)的夾頭3，金屬絲2夾緊在夾頭3中。金屬絲2下面掛有砝碼6，放置在平臺(tái)上的光杠桿3可將金屬絲2長度的微小變化放大在標(biāo)尺7上，并通過望遠(yuǎn)鏡8進(jìn)行測(cè)量。這個(gè)實(shí)驗(yàn)多年來，一直是用望遠(yuǎn)鏡來觀察光杠桿反射鏡中標(biāo)尺刻度的象，并通過測(cè)量象的位置變化來求出鋼絲長度變化量的。但事實(shí)上在學(xué)生實(shí)驗(yàn)中，由于望遠(yuǎn)鏡視場(chǎng)小，學(xué)生在望遠(yuǎn)鏡調(diào)節(jié)和測(cè)量時(shí)都感困難，學(xué)生在望遠(yuǎn)鏡中很難通過調(diào)節(jié)看到光杠桿反射過來的標(biāo)尺刻度，甚至完不成測(cè)量任務(wù)，望遠(yuǎn)鏡在大量學(xué)生反復(fù)使用中也很容易損壞。本實(shí)用新型也是用靜態(tài)拉伸法測(cè)定金屬絲的楊氏模量，但測(cè)量儀表采用鐘表式的百分表，使得實(shí)驗(yàn)方法簡便、直觀、精度高。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種方法直觀、效果好的拉伸法測(cè)定金屬絲的楊氏模量實(shí)驗(yàn)裝置。本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:本實(shí)用新型的拉伸法測(cè)定金屬絲的楊氏模量實(shí)驗(yàn)裝置，包括:[0013]用鐘表式百分表測(cè)出金屬絲的微小伸長量。所述的鐘表式百分表是由刻度盤9、指針11、軸套10和測(cè)微導(dǎo)桿12組成，測(cè)量范圍為0-5毫米，測(cè)量精度為0.01毫米，如圖2所示。將鐘表式百分表用固定架14固定在固定平臺(tái)5上，使測(cè)微導(dǎo)桿12與滑動(dòng)夾頭4的上表面接觸，當(dāng)增加或減少砝碼6時(shí)，夾緊金屬絲2的滑動(dòng)夾頭4隨金屬絲的伸縮而上下移動(dòng)，這種微小的金屬絲2伸縮量即可由百分表指針11位置的變化讀出來，進(jìn)而求出被測(cè)金屬絲的楊氏模量。由上述本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案可以看出，本實(shí)用新型所述的拉伸法測(cè)定金屬絲的楊氏模量實(shí)驗(yàn)裝置，取消了原裝制中的望遠(yuǎn)鏡、光杠桿等，采用直讀式方法，使實(shí)際測(cè)量更加簡單、快捷。

圖1為原有拉伸法測(cè)量金屬絲楊氏模量實(shí)驗(yàn)裝置示意圖圖2為鐘表式百分表示意圖圖3為本實(shí)用新型拉伸法測(cè)量金屬絲楊氏模量實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。圖中:1、固定夾頭，2、金屬絲，3、光杠桿，4、滑動(dòng)夾頭，5、固定平臺(tái)，6、砝碼，7、標(biāo)尺，8、望遠(yuǎn)鏡，9、表盤，10、軸套，11、指針，12、測(cè)微導(dǎo)桿，13、支架，14、固定架，15、百分表。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的拉伸法 測(cè)量金屬絲楊氏模量實(shí)驗(yàn)裝置，其較佳的具體實(shí)施方式
如圖3所示。1、調(diào)節(jié)支架13使固定平臺(tái)5呈水平狀態(tài)，固定平臺(tái)5上有一個(gè)圓孔，孔中有一個(gè)可以上下自由滑動(dòng)的夾頭4，金屬絲2被夾緊在滑動(dòng)夾頭4中，金屬絲2下面掛有砝碼6。2、將鐘表式百分表15用固定架14固定在固定平臺(tái)5上，使測(cè)微導(dǎo)桿12與滑動(dòng)夾頭4的上表面良好接觸并且保持垂直,并記載空載時(shí)百分表15的讀數(shù)。3、通過逐漸增加砝碼6或減少砝碼6，記錄百分表的讀數(shù)，即可測(cè)出該金屬絲2的楊氏模量。在本實(shí)施例中，每次增加一個(gè)I千克的砝碼，直至10千克，記錄百分表15的讀數(shù)，由相鄰兩次讀數(shù)之差求出增加一次砝碼、即金屬絲受力F后金屬絲L的伸長量A L，重復(fù)3次，求其平均值，利用逐差法求出每增加I千克砝碼金屬絲2的平均伸長量XZ。測(cè)量金屬
絲2的長度L及直徑d，將測(cè)量數(shù)據(jù)代入下式
權(quán)利要求1.一種楊氏模量測(cè)量實(shí)驗(yàn)裝置，其特征是:鐘表式百分表(15)用固定架(14)固定在固定平臺(tái)(5)上，固定平臺(tái)(5)上的圓孔中有一個(gè)可以上下自由滑動(dòng)的夾頭(4)，金屬絲(2)被夾緊在滑動(dòng)夾頭(4)中，金屬絲(2)下面掛有砝碼￠)，測(cè)微導(dǎo)桿(12)與滑動(dòng)夾頭(4)的上表面接觸，當(dāng)增加或減少砝碼￠)時(shí)，夾緊金屬絲的滑動(dòng)夾頭(4)隨金屬絲(2)的伸縮而上下自由移動(dòng)。`
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種測(cè)定金屬絲的楊氏模量實(shí)驗(yàn)裝置，包括鐘表式百分表(15)用固定架(14)固定在固定平臺(tái)(5)上，使測(cè)微導(dǎo)桿(12)與滑動(dòng)夾頭(4)的上表面接觸，當(dāng)增加或減少砝碼(6)時(shí)，夾緊金屬絲(2)的滑動(dòng)夾頭(4)隨金屬絲(2)的伸縮而上下移動(dòng)，這種微小的金屬絲伸縮量即可由百分表(15)指針位置的變化讀出來，進(jìn)而求出被測(cè)金屬絲(2)的楊氏模量。本實(shí)用新型所述的拉伸法測(cè)定金屬絲的楊氏模量實(shí)驗(yàn)裝置，取消了原裝制中的望遠(yuǎn)鏡(8)、光杠桿(3)等，采用直讀式方法，使實(shí)際測(cè)量更加簡單、快捷。
文檔編號(hào)G01N3/14GK202994595SQ20122069394
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2012年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月1日
發(fā)明者錢麗敏, 應(yīng)雄純 申請(qǐng)人:湖州師范學(xué)院