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1、动态法测定动态法测定金属材料的杨氏模量金属材料的杨氏模量教材教材P 311华东理工大学物理实验中心华东理工大学物理实验中心动态悬挂法测定金属材料的杨氏模量动态悬挂法测定金属材料的杨氏模量了解长棒横振动的物理模型了解长棒横振动的物理模型掌握共振信号的判定及其共振频率的测定掌握共振信号的判定及其共振频率的测定学习根据误差分析选择测量仪器学习根据误差分析选择测量仪器学习外延法测定试样节点处共振频率学习外延法测定试样节点处共振频率主要内容和要求主要内容和要求杨氏模量杨氏模量l评价某种材料抵抗弹性形变能力大小的参量评价某种材料抵抗弹性形变能力大小的参量ffll llsfE/ 长变长变材料的种类材料的种类
2、 Fe: 2.01011N.m-2, Cu: 1.01011N.m-2 Al: 7.0 1010N.m-2, Au:7.9 1010N.m-2 加工制造方法，结构加工制造方法，结构合金？纯金属？杂质？合金？纯金属？杂质？ 温度，奈尔点温度，奈尔点0204060801001200.7000.8000.9001.0001.1001.200（52， 0.742）E/1011N.m-2T T/ /铜棒铜棒合金棒合金棒测量方法测量方法拉伸法拉伸法ff动态悬挂法：工动态悬挂法：工程技术上常用，程技术上常用，也是国家标准推也是国家标准推荐的方法。荐的方法。根据根据材料的质量，几材料的质量，几何尺寸，密度等何
3、尺寸，密度等参数参数电阻传感器，电容传感器电阻传感器，电容传感器衍射法，悬梁法衍射法，悬梁法。原理原理2436067.1fdmlE 加热炉实验中用什么来代替固有频率？实验中用什么来代替固有频率？044222xySEJty棒的横振动方程：棒的横振动方程：E-E-杨氏模量杨氏模量,J-,J-极性矩极性矩,y,y为离开平衡位置的位为离开平衡位置的位移移x-x-波传播的方向波传播的方向圆棒作基频振圆棒作基频振动的固有频率动的固有频率单丝单丝悬挂悬挂 共振频率共振频率 f 的测量的测量估计共振频率估计共振频率f 1000(Hz) ；粗调：调节频率，示波器上振幅最大为共振频率；粗调：调节频率，示波器上振幅
4、最大为共振频率；细调：对细调：对 f 进行重复测量。进行重复测量。 2怎样识别共振和假共振信号？基频和怎样识别共振和假共振信号？基频和2 2、3 3次次谐频振动？谐频振动？ff1用李萨如图形用李萨如图形来判定试样的来判定试样的共振频率共振频率受迫振动曲线受迫振动曲线吊扎点吊扎点xf节点节点f节外延法外延法节点频率能够直接测量得节点频率能够直接测量得到吗？如何测量？到吗？如何测量？2436067.1fdmlE x =0.224l044222xySEJty棒的横振动方程：棒的横振动方程：两端自由杆基频弯曲振动波形：对称振动两端自由杆基频弯曲振动波形：对称振动 y0.5l0.224l0.776l棒作
5、基频振动时的振幅分布棒作基频振动时的振幅分布棒两端棒两端自由自由几何尺寸和质量测量几何尺寸和质量测量l 15cm， d 6mm ，m 35g误差等作用原理误差等作用原理22224169 fudumuluEufdmlEffddmmll243？何种精度的仪器测量？哪些量要多次测量？何种精度的仪器测量？哪些量要多次测量？Hzf2 . 0 f 1000(Hz) 22)1(683. 0仪仪 xnpStu2436067.1fdmlE mdl,选择仪器选择仪器测量要求测量要求2436067.1fdmlE 1 12 23 34 45 56 6平均平均CuCud/mmd/mmf/Hzf/HzFeFed/mmd/
6、mmf/Hzf/Hz1.1.选取适当量具分别测量铜棒、铁棒的长度选取适当量具分别测量铜棒、铁棒的长度l l、直径、直径d d和质量和质量m m 2.2.用动态悬挂法测量铜棒、铁棒的共振频率用动态悬挂法测量铜棒、铁棒的共振频率f.f.测量要求测量要求2436067.1fdmlE x/cx/cm m0.50.51.01.0 1.51.52.02.02.52.53.3.0 03.53.54.04.04.54.5f/Hf/Hz z3.3.用外延法测量金属铁棒（或铜棒）节点处的共振频率用外延法测量金属铁棒（或铜棒）节点处的共振频率数据处理要求数据处理要求l lu ul l， m mu um m , f,
7、 fu uf f， d du ud d； E E U UE E，与理论值进行比较，求出与理论值进行比较，求出百分误差；百分误差； 图解法，作图解法，作 f fx x曲线，用外延法求曲线，用外延法求出出 f f节节= =？（注意作图的规范性）；？（注意作图的规范性）； 总结共振频率的几种判断方法和优总结共振频率的几种判断方法和优缺点。缺点。 22)1(683. 0仪仪 xnpStu2436067. 1fdmlE xf节点f节注意事项注意事项共振器中传感器的钩子，焊点脆弱，共振器中传感器的钩子，焊点脆弱， 勿拉，勿扳，勿转。勿拉，勿扳，勿转。 棒轻放轻取棒轻放轻取,单根线、对称悬挂。单根线、对称悬挂。2. 信号发生器输出电压信号发生器输出电压1.0 V3. 3. 电缆线装与卸，注意保护接头。电缆线装与卸，注意保护接头。4. 4. 正确使用示波器。正确使用示波器。