[發(fā)明專利]一種楊氏模量測(cè)量方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110603810.6
• 申請(qǐng)日: 2021-05-31
• 公開（公告）號(hào): CN113340742A
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王可畏;謝杉;婁戀;蔣鑫;袁丁杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖北科技學(xué)院
• 主分類號(hào): G01N3/14
• 分類號(hào): G01N3/14;G01N3/06;G01N3/04
• 代理公司: 咸寧鴻信專利代理事務(wù)所(普通合伙) 42249
• 代理人: 劉喜

本發(fā)明提供了一種楊氏模量測(cè)量方法，屬于物理實(shí)驗(yàn)器具技術(shù)領(lǐng)域。將所述角度測(cè)量器置于所述橫桿上，調(diào)節(jié)所述支撐桿一、支撐桿二的高度，直至角度測(cè)量器顯示豎直方向角度為零；將所述待測(cè)金屬絲的兩端分別由所述卡緊夾頭一、卡緊夾頭二卡緊，注意給所述待測(cè)金屬絲一初始張力，并旋轉(zhuǎn)所述卡緊夾頭的螺紋使所述待測(cè)金屬絲緊繃成水平狀態(tài)；先不放置所述砝碼，將所述角度測(cè)量器放置在所述連桿上，調(diào)節(jié)所述微調(diào)升降臺(tái)，直至所述角度傳感器顯示豎直方向角度為零；放置重力為G₁的所述砝碼，記錄所述角度測(cè)量器的角度θ₁，再放置重力為G₂(G₂G₁)的所述砝碼，記錄所述角度測(cè)量器的角度θ₂；然后計(jì)算得出楊氏模量值。本發(fā)明具有效率高、精度高等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于物理實(shí)驗(yàn)器具技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種楊氏模量測(cè)量方法。

背景技術(shù)

楊氏模量是沿縱向的彈性模量，定義為在胡克定律適用范圍內(nèi)，單軸應(yīng)力和單軸形變之比。楊氏模量衡量各向同性彈性材料的剛度，描述固體材料抵抗形變能力的物理量，是選定材料的依據(jù)之一，是工程技術(shù)設(shè)計(jì)中常用的參數(shù)。

目前，實(shí)驗(yàn)室測(cè)量楊氏模量的裝置是拉伸法金屬絲楊氏模量測(cè)量?jī)x。該測(cè)量?jī)x采用豎立式結(jié)構(gòu)的測(cè)量架，用光杠桿來(lái)放大金屬絲的微小形變量，再利用望遠(yuǎn)鏡讀出標(biāo)尺的讀數(shù)，從而測(cè)量出金屬絲在受到外力作用下的微小伸長(zhǎng)量。該測(cè)量?jī)x在使用時(shí)，操作者需多次調(diào)整望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)標(biāo)尺，以便清晰地看到標(biāo)尺的刻度，并需反復(fù)在望遠(yuǎn)鏡和測(cè)量架之間分別操作，實(shí)驗(yàn)效率低、高效程度不高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)存在的上述問(wèn)題，提供一種楊氏模量測(cè)量方法，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是如何快速、精確地測(cè)量待測(cè)金屬的微小伸長(zhǎng)量。

本發(fā)明的目的可通過(guò)下列技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：一種楊氏模量測(cè)量方法，其特征在于，測(cè)量裝置包括支撐桿一、卡緊夾頭一、橫桿、卡緊夾頭二、支撐桿二、微調(diào)升降臺(tái)、角度測(cè)量器、連桿、砝碼、掛鉤和待測(cè)金屬絲；

所述支撐桿一、橫桿和支撐桿二三者相連形成本測(cè)量?jī)x的支架；

所述卡緊夾頭一和卡緊夾頭二分別是螺紋轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在所述支撐桿一、支撐桿二上的卡緊件，中部具有所述待測(cè)金屬絲的插孔，所述待測(cè)金屬絲能夠固定在該插孔內(nèi)，通過(guò)旋轉(zhuǎn)可調(diào)制待測(cè)金屬絲的松緊度；

所述掛鉤上端固定在所述待測(cè)金屬絲的中部，所述掛鉤下端可連接所述砝碼；

所述微調(diào)升降臺(tái)包括底座，升降板和滾軸，升降板上通過(guò)軸承轉(zhuǎn)動(dòng)連接有一絲桿，絲桿螺紋連接在底座上，底座與升降板之間設(shè)置有若干縱向的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，使調(diào)節(jié)絲桿可微調(diào)升降板的縱向高度，所述升降臺(tái)的縱向高度調(diào)節(jié)好后保持不變。

所述連桿的一端放置在所述微調(diào)升降臺(tái)的滾軸上，在水平方向可自由滾動(dòng)，所述連桿的另一端通過(guò)轉(zhuǎn)軸連接在所述掛鉤的中部，能跟隨所述掛鉤的下移而下移，從而測(cè)量出所述待測(cè)金屬絲在受所述砝碼重力作用時(shí)變化的角度。

進(jìn)一步的，所述待測(cè)金屬絲下端連接有一載臺(tái)，所述砝碼置于載臺(tái)上。

進(jìn)一步的，所述連桿的一端鉸接在微調(diào)升降臺(tái)上，所述連桿的一端與微調(diào)升降臺(tái)之間設(shè)置有第一電磁吸附結(jié)構(gòu)，所述連桿的另一端與載臺(tái)之間設(shè)置有第二電磁吸附結(jié)構(gòu)，所述第一電磁吸附結(jié)構(gòu)中的通電線圈通電時(shí)能夠使連桿處于水平狀態(tài)。

進(jìn)一步的，所述連桿為中空管狀結(jié)構(gòu)，所述連桿靠近載臺(tái)的一端滑動(dòng)連接有一滑桿，所述第二電磁吸附結(jié)構(gòu)設(shè)置在滑桿與載臺(tái)之間，所述滑桿上套設(shè)有驅(qū)使滑桿靠近連桿的拉緊彈簧。