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一、基本知识及应用 1、定义: 杨氏模量 应力（胁强） 应变（胁变） 即 应力(F) ——使物体形变的力的量度； 应变(L′)——由应力引起的形变的量度。 杨氏模量由物理学家托马斯?杨于1808年提出，指物体在形变时所受的应力与应变关系的比例常数. （1）杨氏模量反映材料力学性能的主要指标之一。它反映材料的抗形变能力。 （2）杨氏模量越高，表示材料的刚度越高，柔度越低。杨氏模量由材料本身性质决定，对于一般材料其值一定。 材料的杨氏模量广泛应用在选材方面，例如桥梁、建筑、机械设计等选材时都应当考虑到使其满足设计要求，否则将带来严重后果。 2、应用: 3、测量方法 常见方法：静态拉伸法、动态法 （本实验采用动态法） 二、学习要点 （1）学习用外延法处理数据； （2）了解压电换能器的作用及其应用。 三、测量原理 试样在对称悬挂时振动方程为： 解方程，得杨氏模量为： f 为试样的共振频率，难于直接测量，本实验操作就是围绕测量其值来进行的（重点也是难点）。 1、实验需测量的数据： L、m、d、 公式中L、m、d为试样长度、质量、直径，三个量可由仪器直接测出（直接测量量）。 对公式右端一般还需要增加一个修正系数 ,当L远大于d时,系数为1。 理论上要求试样的悬挂点在两个节点上测共振频率。但是悬挂点在节点上时试样不起振，在示波器上只能看到一条直线，故无法直接测量。 2、实验难点 离开节点位置测量共振频率。实际操作为：测出节点周围的各点共振频率，然后用外延法通过作图求得节点上共振频率。 3、解决方法 四、实验装置及使用介绍 1.实物图 信号发生器 示波器 共振支架 2.装置结构示意图 1激发换能器：将电信号转换为机械振动传递给试样。 2接收换能器：将试样的振动转换为电信号传递给示波器。 信号发生器：输出信号（本实验用正弦波信号）。 示波器：观察和测量信号（本实验用于观察正弦信号）。 3、4：为细铜丝,用于悬挂试样。 3. 信号传递流程 4.仪器功能介绍 信号源 频段调节:选择频率调节范围,实验中选择5k; 频率粗调: 为频率粗调; 频率细调: 为频率细调; 正弦波幅度细调: 为幅度细调; 正弦波幅度粗调:实验中选择10; 测频时间:完成一次测频所需时间,实验中选择10s; 调整完频率后需等待一会才能显示正确频率; 输出:选择输出波形,实验中选择正弦波. 五、实验操作步骤 1、分别用电子称、游标卡尺、直尺测量试样的质量、直径、长度（后两个量应多次测量取平均值）。 （4）悬丝与试样棒和换能器接触时应单匝紧密接触。 2、试样的悬挂： （1）如装置图示对称悬挂试样棒， （2）悬点距两个端点距离相等，试样棒水平， （3）悬丝与试样棒垂直，长度为5cm左右， 实验准备: 根据试样长度计算出节点位置 3、仪器工作状态的调整 （1）信号发生器调节：选择输出正弦波，频段为2.5kHZ或5kHZ，取样时间为“10S”，显示为“内”，幅度粗调为“10”。 （2）示波器调节：选择方式为“CH1”通道，调节合适的增益和时基因数。