实验目的:
本次实验的主要目的是通过拉伸法测量杆材的应力-应变关系,进而推导出杆材的杨氏模量。这有助于加深我们对于材料力学学科的理解,同时也为相关工程领域的研究提供基础数据。 城市轨道交通控制实验步骤:
1. 准备工作
首先,对于直径为$D$、长度为$L$的杆材,要先在其两端加以钳紧,确保其夹持牢固。同时,在杆材上标出若干个等距的位置,以便于记录其长度变化。
2. 施加外力
接着,将杆材逐渐加上一定大小的拉力$F$,并记录下此时受力杆材的伸长量$\delta$。 3. 计算应力
对于受力杆材的某个截面处,在伸长量一定的情况下,其截面面积一定,因此其应力可通过公式$\sigma=\frac{F}{A}$来计算,其中$A$为该截面的面积。
4. 计算应变
同时,在受力杆材上标出的若干点的位置发生了位移,由此可用公式$\varepsilon=\frac{\delta}{L}$来计算得到该点位移处的应变。 5. 绘制应力-应变图
将应力-应变数据绘制成图表,即可得到一条斜率代表杨氏模量的直线。
实验数据:
本次实验所得到的相关数据如下:
直径$D=1\textrm{cm}$,长度$L=50\textrm{cm}$
受力杆材的材料为钢材
施加的拉力如下:
F($\textrm N$) | $\delta$($\textrm{mm}$)
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实验结果:
二苯并噻吩
根据绘制得到的应力-应变图,我们可以得到以下结论:受力杆材的杨氏模量为$E=2\times10^{11}\textrm{Pa}$。这一结论与同类钢材的模量相符,验证了本次实验的可靠性。
结论与思考:
通过本次实验,我们了解了拉伸法测杨氏模量的基本原理,掌握了其实验操作方法,同时也对材料力学方面的概念有了更深入的认识。下一步,我们将通过更深入的学习,以及在实验中加以实践,进一步提高我们在此领域的认识和技能。