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杨氏模量测定仪的原理是什么?
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首先来说明一下什么是杨氏模量测定仪,它是利用光杠杆对金属丝长度的微小形变进行测量的原理,对材料的杨氏模量进行测定的物理实验仪器。该仪器结构简单、操作方便,具有快速瞄准、测量准确、液晶屏显示功能等优点。
接下来来讲讲它的原理是什么?
固体材料在外力作用下产生各部分间相对位置的变化,称之为形变。如果外力较小时,一旦外力停止作用,形变将随之消失,这种形变称之为弹性形变;如果外力足够大,当停止作用时,形变却不能完全消失,这叫剩余形变。当剩余形变开始出现时,就表明材料达到了弹性极限。
在许多种不同的形变中,伸长(或缩短)形变是***简单、***普通的形变之一。本实验是针对连续、均匀、各向同性的材料做成的丝,进行拉伸试验。假设细丝的原长为L,横截面积为A,在外力P的作用下,伸长了ΔL的长度,单位长度的伸长量ΔL/ L称为应变,单位横截面所受的力则称为应力。根据虎克定律,在弹性限度内,应变与应力成正比关系,即
P/A = E ΔL/L (1-1)
式中比例常数E称为杨氏弹性模量,是表征材料抗应变能力的一个固定参量,它仅与材料性质有关。
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