杨氏模量数据表格及数据处理要求

杨氏模量测定（横梁弯曲法）

一、实验目的

1．学会用横梁弯曲法测定金属材料的杨氏模量；

2．学会读数显微镜的使用方法，掌握测量微小长度变化的方法；

二、实验仪器及用具

FD-YZ-MT杨氏模量测试仪1套JC—10读数显微镜米尺游标卡尺千分尺待测矩形金属条

三、实验原理

这部分内容请同学们按照实验报告写作要求来写

四、实验步骤（供参考）

(1)将矩形待测材料安放在仪器的刀口上，套上铜刀口（下端挂一砝码盘）并使其刀刃恰

好在仪器两刀口的中间。

(2)调节显微镜的目镜，看清楚镜简内的叉丝．松开显微镜的底座并使镜筒轴线正对着铜

刀上的基线，前后移动底座，直到从镜中看清楚铜刀基线，锁定底座和升降杆；转动读数显微镜的镜筒使得目镜中看到直尺方向与竖直方向一致，读数显微镜的手轮朝上，锁紧读数显微镜镜筒，转动手轮移动十字叉丝与基线像完全重合，记下读数．(3)在砝码盘上顺序地加法码．共加7次，每次砝码的质量为10 g，同时，每次转动显微

镜的手轮，使得十字叉丝水平线与目镜中基线像重合，记下相应读数．

(4)由梁上每取下一片砝码，仿照步骤（3）记下相应的读数．

(5)测出仪器两刀口间的距离l，测量1—3次，再测出待测样品的厚度h和宽度a，各测

量6次，记录下相应的测量结果．

(6)实验完毕整理好实验仪器

∆，代入表达式（1）计算杨氏模量并求出其测量(7)利用逐差法求出对应10g的弛垂度λ

不确定度。

注意事项：

1.从初始读数到增加每一片砝码，转动读数显微镜的手轮使得叉丝与基线像重合过

程中叉丝移动方向要保持一致

2.整个测量过程确保读数显微镜或者铜刀口位置不发生移动，因此调节好读数显微

镜一定锁紧相应部位以免测量产生转动，增加砝码或减少砝码时要谨慎切莫碰动

铜刀口的位置。倘若发生了它们的位置有一个发生了变化，就必须从头开始测量。

3.使用千分尺和游标卡尺之前先记下相应的零点读数；再则，使用千分尺测量样品

厚度时应注意测量杆与固定砧别卡得太紧以免样品发生形变，使用游标卡尺测量

样品宽度时内量爪也别卡得太紧。

五、数据表格

表1 待测样品及支架两刀口距离测量

支架两刀口距离d度为：cm

千分尺零点读数：mm

表2 在不同重物作用下的弛垂度

数据处理

利用逐差法求出对应10g 的弛垂度z ∆及其综合不确定度 4041z z z -=

∆ 4152z z z -=∆ 42

63z z z -=∆ 4''044z z z -=

∆ 4''155z z z -=∆ 4

'

'266z z z -=∆ 求其平均值6

6

1

∑=∆=

∆i i

z

z （根据有效数字的修约法则，计算结果以毫米为单位的话，应保留

到小数点后四位）

z ∆的A 类不确定度()

()

5

66

1

⨯∆-∆=

∆∑=i i

A z

z

z u （保留两位有效数字）

求出两刀口间距d 、样品厚度a 、宽度b 的平均值d 、a 、b （注：计算样品厚度时应扣除千分尺的零点读数）及其A 类不确定度()l u A 、()

h u A 、()a u A

将相关数据先转换成国际制单位再代入Z

b a mgd E ∆=33

4计算杨氏模量E

杨氏模量的测量不确定度为：

()()()()()

2

2

2

2

33⎥⎦

⎤⎢⎣⎡∆∆+⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥

⎦⎤

⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡=z z u b b u a a u d l u E E u A A A A 注意测量不确定度最终计算结果只保留一位有效数字，根据有效数字有关运算法则来确定杨氏模量Y 的有效数字的位数。

测量结果：()

E u E E ±= 单位：N/m 2