一基本知识及应用ppt课件

1、一、根本知识及运用一、根本知识及运用1 1、定义、定义: :杨氏模量杨氏模量应力胁强应力胁强应变胁变应变胁变即即应力应力(F) 使物体形变的力的量度；使物体形变的力的量度；应变应变(L)由应力引起的形变的量度。由应力引起的形变的量度。 杨氏模量由物理学家托马斯杨氏模量由物理学家托马斯杨于杨于1808年提年提出，指物体在形变时所受的应力与应变关系出，指物体在形变时所受的应力与应变关系的比例常数的比例常数.1杨氏模量反映资料力学性能的主要目的杨氏模量反映资料力学性能的主要目的之一。它反映资料的抗形变才干。之一。它反映资料的抗形变才干。2杨氏模量越高，表示资料的刚度越高，杨氏模量越高，表示资料的刚度

2、越高，柔度越低。杨氏模量由资料本身性质决议，对柔度越低。杨氏模量由资料本身性质决议，对于普通资料其值一定。于普通资料其值一定。 资料的杨氏模量广泛运用在选材方面，例如桥资料的杨氏模量广泛运用在选材方面，例如桥梁、建筑、机械设计等选材时都该当思索到使其满梁、建筑、机械设计等选材时都该当思索到使其满足设计要求，否那么将带来严重后果。足设计要求，否那么将带来严重后果。2 2、运用、运用: :3、丈量方法、丈量方法常见方法：静态拉伸法、动态法常见方法：静态拉伸法、动态法本实验采用动态法本实验采用动态法二、学习要点二、学习要点1学惯用外延法处置数据；学惯用外延法处置数据；2了解压电换能器的作用及其运用。

3、了解压电换能器的作用及其运用。三、丈量原理三、丈量原理试样在对称悬挂时振动方程为：试样在对称悬挂时振动方程为：yx02244tyEJsxy解方程，得杨氏模量为：解方程，得杨氏模量为：E6067. 12f3Lm4d f 为试样的共振频率，难于直接丈量，本实验操作为试样的共振频率，难于直接丈量，本实验操作就是围绕丈量其值来进展的重点也是难点。就是围绕丈量其值来进展的重点也是难点。1 1、实验需丈量的数据：、实验需丈量的数据： L L、m m、d d、公式中公式中L、m、d为试样长度、质量、直径，三个量为试样长度、质量、直径，三个量可由仪器直接测出直接丈量量。可由仪器直接测出直接丈量量。E6067.

4、 12f3Lm4dR对公式右端普通还需求添加一个修正系数对公式右端普通还需求添加一个修正系数 ,当当L远远大于大于d时时,系数为系数为1。R 实际上要求试样的悬挂点在两个节点上测共振实际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，故无法直接丈量。器上只能看到一条直线，故无法直接丈量。2 2、实验难点、实验难点 分开节点位置丈量共振频率。实践操作为：测分开节点位置丈量共振频率。实践操作为：测出节点周围的各点共振频率，然后用外延法经过作出节点周围的各点共振频率，然后用外延法经过作图求得节点上共振频

5、率。图求得节点上共振频率。3 3、处理方法、处理方法四、实验安装及运用引见四、实验安装及运用引见1.1.实物图实物图信号发生器信号发生器示波器示波器共振支架共振支架2.2.安装构造表示图安装构造表示图43121 1激发换能器：将电信号转换为机械振动激发换能器：将电信号转换为机械振动传送给试样。传送给试样。2 2接纳换能器：将试样的振动转换为电信接纳换能器：将试样的振动转换为电信号传送给示波器。号传送给示波器。AF信号发生器：输出信号本实验用正弦波信号。信号发生器：输出信号本实验用正弦波信号。示波器：察看和丈量信号本实验用于察看正弦信示波器：察看和丈量信号本实验用于察看正弦信号。号。3 3、4

6、4：为细铜丝：为细铜丝, ,用于悬挂试样。用于悬挂试样。3. 3. 信号传送流程信号传送流程12434.4.仪器功能引见仪器功能引见信号源信号源频段调理频段调理:选择频率调理选择频率调理范围范围,实验中选择实验中选择5k;CVCV频率粗调频率粗调: 为频率粗调为频率粗调;Lx224. 01频率细调频率细调: 为频率细调为频率细调;Lx776. 02正弦波幅度细调正弦波幅度细调: 为幅度细调为幅度细调;Y正弦波幅度粗调正弦波幅度粗调:实验中选择实验中选择10;测频时间测频时间:完成一次测频所需时间完成一次测频所需时间,实验中选择实验中选择10s; 调整完调整完频率后需等待一会才干显示正确频率频率

7、后需等待一会才干显示正确频率;输出输出:选择输出波形选择输出波形,实验中选择正弦波实验中选择正弦波.五、实验操作步骤五、实验操作步骤1 1、分别用电子称、游标卡尺、直尺丈量试样的质量、分别用电子称、游标卡尺、直尺丈量试样的质量、直径、长度后两个量应多次丈量取平均值。直径、长度后两个量应多次丈量取平均值。4 4悬丝与试样棒和换能器接触时应单匝严密接触。悬丝与试样棒和换能器接触时应单匝严密接触。2 2、试样的悬挂：、试样的悬挂：1 1如安装图示对称悬挂试样棒，如安装图示对称悬挂试样棒，2 2悬点距两个端点间隔相等，试样棒程度，悬点距两个端点间隔相等，试样棒程度，3 3悬丝与试样棒垂直，长度为悬丝与

8、试样棒垂直，长度为5cm5cm左右，左右，实验预备实验预备: :根据试样长度计算出节点位置根据试样长度计算出节点位置Xlx224. 03 3、仪器任务形状的调整、仪器任务形状的调整1 1信号发生器调理：选择输出正弦波，频段为信号发生器调理：选择输出正弦波，频段为2.5kHZ2.5kHZ或或5kHZ5kHZ，取样时间为，取样时间为“10S10S，显示为，显示为“内，内，幅度粗调为幅度粗调为“1010。2 2示波器调理：选择方式为示波器调理：选择方式为“CH1CH1通道，调理适通道，调理适宜的增益和时基因数。宜的增益和时基因数。4 4、共振频率的丈量、共振频率的丈量(1)(1)共振频率的寻觅鉴频共

9、振频率的寻觅鉴频 外加信号的频率与试样共振频率相接近时，试样外加信号的频率与试样共振频率相接近时，试样棒发生共振，示波器上能察看到共振信号棒发生共振，示波器上能察看到共振信号( (正弦波正弦波) )。共振时，试样棒振动最猛烈，正弦波幅度到达最大。共振时，试样棒振动最猛烈，正弦波幅度到达最大。 只需找到真的共振频率，并在其附近才干进展正只需找到真的共振频率，并在其附近才干进展正确的共振频率丈量。故首先该当寻觅共振频率。确的共振频率丈量。故首先该当寻觅共振频率。丈量操作丈量操作: :.调理信号源输出频率调理信号源输出频率700700 1100HZ 1100HZ；鉴频操作：鉴频操作：.用两种方法鉴频

10、：峰宽判别法、撤藕判别法用两种方法鉴频：峰宽判别法、撤藕判别法峰宽判别法峰宽判别法: :试样棒发生真的共振时，其共振幅度有试样棒发生真的共振时，其共振幅度有一个最大值，产生这个最大值的信号源频率范围假一个最大值，产生这个最大值的信号源频率范围假设非常小。设非常小。撤藕判别法撤藕判别法: :试样棒发生共振时，用手悄然抬起试样试样棒发生共振时，用手悄然抬起试样棒时棒时( (或捏住激发换能器一侧悬丝或捏住激发换能器一侧悬丝) )，示波器里察看的，示波器里察看的正弦波幅度衰减，一直坚持完好的波形。正弦波幅度衰减，一直坚持完好的波形。(2)(2)共振频率的丈量共振频率的丈量.从试样的两端开场，每个点间隔

11、从试样的两端开场，每个点间隔5mm5mm丈量，采用对丈量，采用对称悬挂的方法悬挂试样。称悬挂的方法悬挂试样。.改动悬挂点反复上述操作，从端点开场逐点丈量改动悬挂点反复上述操作，从端点开场逐点丈量测到测到45mm，涵盖节点位置。，涵盖节点位置。 丈量时留意避开节点位置丈量丈量时留意避开节点位置丈量, ,丈量前应计算出节点丈量前应计算出节点位置所在位置所在, ,在此点处示波器上显示信号幅度极小。在此点处示波器上显示信号幅度极小。(3)(3)共振频率与振幅关系演示共振频率与振幅关系演示0fx共振时共振时幅度幅度 当信号源输出频率等于试样共振频率时，示波当信号源输出频率等于试样共振频率时，示波器显示波形幅度到达最大，器显示波形幅度到达最大， 添加或减小信号源输出频率，得到的波形幅度添加或减小信号源输出频率，得到的波形幅度均比上述振幅小。均比上述振幅小。频率频率偏小偏小频率频率偏大偏大最最大大六、数据处置方法六、数据处置方法采用外延法处置数据：采用外延法处置数据： 用方格坐标纸作图，取悬挂点位置为横坐标，取用方格坐