[實(shí)用新型]一種用于測(cè)量楊氏模量的測(cè)量裝置

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200720046975.3
• 申請(qǐng)日: 2007-09-05
• 公開（公告）號(hào): CN201072395Y
• 公開（公告）日: 2008-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄒麗新;顧濟(jì)華;陶智;孫海燕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N3/52
• 分類號(hào): G01N3/52;G01N3/30;G06F17/00
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司
• 代理人: 陶海鋒

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種測(cè)試裝置，具體涉及一種用于測(cè)量楊氏模量的測(cè)量裝置。

背景技術(shù)

楊氏模量是指固體在外力的作用下發(fā)生形變大小的彈性系數(shù)，用于表征固體材料抵抗形變的能力，是反映材料形變與內(nèi)應(yīng)力關(guān)系的物理量，是工程技術(shù)中的常用參數(shù)。

現(xiàn)有技術(shù)中，楊氏模量的測(cè)量方式分為靜態(tài)法和動(dòng)態(tài)法兩種，動(dòng)態(tài)法常用于測(cè)量脆性材料，如玻璃、陶瓷等；而靜態(tài)法主要有拉伸法、壓入法、彎曲法等，適用于較大的形變和常溫下的測(cè)量，如常用于對(duì)金屬材料的測(cè)量，并且在此基礎(chǔ)上還可加入一些其它輔助方法，如電測(cè)法、光測(cè)法以及聲測(cè)法等等。

光杠桿法是目前常用的一種測(cè)金屬材料楊氏模量的方法，其測(cè)量裝置由一組望遠(yuǎn)鏡、支架、金屬絲緊固件、反射平面鏡、光杠桿、砝碼、螺旋測(cè)微器、游標(biāo)卡尺、米尺構(gòu)成；測(cè)量時(shí)，需將待測(cè)金屬材料切成絲狀，作為測(cè)試小樣，然后固定于金屬絲緊固件上，將光杠桿放置在空心圓柱體表面，用望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)反射平面鏡，調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡物鏡焦距，使其能清晰看見望遠(yuǎn)鏡上標(biāo)尺刻度，然后在拉伸的金屬絲下端托盤上逐步放置砝碼來拉伸金屬絲，以金屬絲伸長(zhǎng)的微小長(zhǎng)度與光杠桿變化的角度為參數(shù)，推算出金屬絲伸長(zhǎng)變化量。

由公式：FS=YΔLL]]>

得出楊氏模量：Y=8LDπd2bΔFΔn]]>

其中：L是金屬絲原長(zhǎng)；

d²是金屬絲直徑；

D反射平面鏡距望遠(yuǎn)鏡長(zhǎng)度；

ΔF砝碼拉力；

b光杠桿臂長(zhǎng)；

n、n0標(biāo)尺讀數(shù)；

Δn望遠(yuǎn)鏡標(biāo)尺變化刻度值。

通過幾何推道及公式換算，再將測(cè)得的各相應(yīng)值代入，即可求出楊氏模量Y值(上述計(jì)算過省略)。

如上所述，在測(cè)量時(shí)需對(duì)待測(cè)材料進(jìn)行采樣(切絲)，所以屬于有損測(cè)量，對(duì)被測(cè)材料有一定的破壞性。上述各種測(cè)量方法均需要對(duì)被測(cè)材料進(jìn)行采樣切片，都屬于有損測(cè)量，對(duì)被測(cè)材料有一定的破壞性，由此使其應(yīng)用場(chǎng)合受到了限制。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型目的是提供一種無損測(cè)量的楊氏模量測(cè)量裝置，避免對(duì)被測(cè)材料的損傷，擴(kuò)大其測(cè)量應(yīng)用范圍。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：一種用于測(cè)量楊氏模量的測(cè)量裝置，包括電磁鐵、金屬測(cè)試球及控制器，所述電磁鐵引出端的一端與電源連接，另一端接于所述控制器的控制信號(hào)輸出端，待測(cè)金屬平板位于該電磁鐵的下方，并與所述控制器的高電平電連接；所述金屬測(cè)試球位于電磁鐵與待測(cè)金屬平板之間，并具有自所述電磁鐵底部至所述待測(cè)金屬平板上表面之間的豎直方向的運(yùn)動(dòng)自由度，所述金屬測(cè)試球上設(shè)有引出端，該引出端連接至所述控制器的信號(hào)輸入端并經(jīng)一下拉電阻接地；所述控制器中設(shè)有輸入信號(hào)檢測(cè)及處理裝置。

上述技術(shù)方案中，所述控制器為一單片機(jī)系統(tǒng)，包括控制芯片、計(jì)數(shù)器、緩沖器、振蕩器及輸入、輸出設(shè)備，所述振蕩器的輸出端與所述金屬測(cè)試球的引出端經(jīng)與門接至所述計(jì)數(shù)器輸入端上，計(jì)數(shù)器輸出端經(jīng)緩沖器與控制芯片信號(hào)輸入端連接，所述輸出設(shè)備并接于該信號(hào)輸入端上，所述輸入設(shè)備接于所述控制芯片的輸入端上。

所述振蕩器的頻率不低于2兆赫。

本實(shí)用新型的工作原理解釋如下：