钨渗铜材料力学弹性性质的实验测量与物理模型计算
如何使用物理实验技术研究杨氏模量与弹性系数
如何使用物理实验技术研究杨氏模量与弹性系数引言杨氏模量与弹性系数是常用于描述材料力学性质的重要参数。
通过物理实验技术，我们可以准确地测量杨氏模量与弹性系数，并对材料的弹性行为进行深入的研究。
本文将介绍一些常见的物理实验技术，并详细阐述如何使用这些技术来研究杨氏模量与弹性系数。
一、应变测量技术在研究杨氏模量与弹性系数时，测量应变是一个重要的步骤。
应变是描述物体在受力作用下形变的程度，它与力的大小和物体的几何形状有关。
常见的应变测量技术包括应变计、激光测量等。
1. 应变计应变计是一种用于测量材料应变的设备。
它可以精确地测量应变的变化，并将其转化为电信号输出。
常见的应变计包括电阻应变计和光弹性应变计。
电阻应变计利用电阻值随应变而发生变化的原理进行测量，而光弹性应变计则是利用光的折射率随应变而发生变化的原理进行测量。
2. 激光测量激光测量是一种利用激光束对物体进行非接触式测量的技术。
通过测量激光束在物体上的反射或折射情况，可以获得物体的形变信息，从而计算出应变。
激光测量具有高精度、高灵敏度的特点，广泛应用于各个领域的力学实验中。
二、拉伸实验技术拉伸实验是研究材料弹性行为的常见方法之一。
它通过施加拉力，使材料产生形变，并测量应变和应力，从而计算出材料的杨氏模量和弹性系数。
1. 弹性极限测定弹性极限是材料在力学上具有弹性的最大限度。
通过拉伸实验，可以确定材料的弹性极限。
在实验过程中，逐渐增加施加的拉力，直到材料的形变不再恢复，这时材料达到了弹性极限。
测量弹性极限可以帮助我们了解材料的强度和韧性等力学性质。
2. 应力-应变曲线的绘制应力-应变曲线是描述材料弹性行为的重要图示。
通过拉伸实验，可以获得一系列应力-应变数据，进而绘制出该曲线。
在拉伸过程中，随着施加的拉力增加，材料的应变也随之增加。
通过绘制应力-应变曲线，可以分析材料的刚性、变形能力以及弹性模量等力学性质。
三、压缩实验技术除了拉伸实验，压缩实验也是研究材料弹性行为的重要方法之一。
W-40%Cu合金应力-应变曲线的测定与描述
W-40%Cu合金应力-应变曲线的测定与描述
苏新艳;刘祖岩;李达人;王尔德
【期刊名称】《粉末冶金技术》
【年(卷),期】2009(27)2
【摘要】针对粉末熔渗烧结钨铜合金(W-40%Cu)进行了应力-应变关系曲线的试验测定,为W-40%Cu塑性加工提供基础数据;在试验基础上,应用线性插值处理方法,对实测的应力-应变曲线进行了合理扩充,为钨铜合金塑性变形过程的数值模拟提供了全面准确的数据,并且利用Originlab和Matlab软件,对应力-应变曲线进行了二维、三维及四维的描述。
【总页数】4页(P91-94)
【关键词】W-40%Cu合金;应力-应变;四维描述
【作者】苏新艳;刘祖岩;李达人;王尔德
【作者单位】哈尔滨工业大学材料科学与工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TU452;S828.45
【相关文献】
1.混凝土应力-应变曲线的发展机理及数学描述 [J], 章露露;许顺德;张帅;茅铁军
2.应用内应变测量技术测定混凝土应力—应变曲线的研究 [J], 陈绍炳;蒋家奋
3.挤压膨化大米应力-应变曲线的分形描述 [J], 孟阳;马小愚
4.30CrMnSiNi2A材料瞬态应力应变曲线的数学描述 [J], 徐晓飞
5.AZ31镁合金应力-应变关系的测定与四维描述 [J], 刘祖岩;刘刚;梁书锦
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弹性模量的测定整理
注意：F必须不能过大以确保形变在弹性限度内，且角θ必须很小，tanθ≈θ，tg2θ≈2θ，才能成立。
最终
静态法测量材料弹性模量的局限性
①不能很真实地反映材料内部结构的变化；
②对于脆性材料不能用拉伸法测量；
③不能测量材料在不同温度下的杨氏模量。
（2）动态法测量弹性模量原理方法：
“动态法”就是使待测试材料棒（如铜棒、钢棒）产生弯曲振动，并使其达到共振，通过共振测量出该种材料的杨氏模量值。
纵波的延迟测量
参照图斜探头的延迟测量图，把斜探头放在试块上，并使探头靠近试块正面，使探头的斜射声束能够同时入射在R1和R2圆弧面上。适当设置超声波实验仪衰减器的数值和示波器的电压范围与时间范围。在示波器上同时观测到两个弧面的回波B1和B2。测量它们对应的时间t1和t2。由于R2=2R2，因此斜探头的延迟为：
其中, d为声波传播距离, t为声波传播时间。
对于同一种材料,其纵波波速和横波波速的大小一般不一样，但是它们都由弹性介质的密度、杨氏模量和泊松比等弹性参数决定,即影响这些物理常数的因素都对声速有影响。相反,利用测量超声波速度的方法可以测量材料有关的弹性常数。
固体在外力作用下，其长度沿力的方向产生变形。变形时的应力与应变之比就定义为杨氏模量，一般用E表示。（在本书杨氏模量测量的实验中有介绍）
固体在应力作用下。沿纵向有一正应变（伸长），沿横向就将有一个负应变（缩短），横向应变与纵向应变之比被定义为泊松比，记做σ，它也是表示材料弹性性质的一个物理量。
在各向同性固体介质中，各种波型的超声波声速为：
纵波声速：
横波声速：
其中E为杨氏模量，σ为泊松系数，为材料密度。
相应地，通过测量介质的纵波声速和横波声速，利用以上公式可以计算介质的弹性常数。计算公式如下：
物理实验技术中的材料弹性模量测量与分析方法
物理实验技术中的材料弹性模量测量与分析方法引言：材料弹性模量是衡量材料力学性质的重要参数之一。
准确测量材料的弹性模量对于材料工程和科学研究具有重要意义。
本文将介绍物理实验技术中常用的材料弹性模量测量与分析方法。
一、绳振动法绳振动法是一种简单而常用的测量材料弹性模量的方法。
它基于弦线的简谐振动原理。
实验中，将被测材料制成一根细长的绳，并用两个夹子固定在实验装置上。
然后，通过施加外力使绳发生振动，观察振动的频率和振幅。
根据弦线的横波振动理论，可以通过调整外力大小和观测振动频率来计算材料的弹性模量。
二、悬臂梁弯曲法悬臂梁弯曲法是测量材料弹性模量的常用方法之一。
实验中，将被测材料加工成一根悬臂梁，并通过一端固定在实验装置上。
然后，施加力矩使悬臂梁发生弯曲，并测量悬臂梁的挠度和施加力矩大小。
根据悬臂梁的弯曲理论，可以通过挠度和力矩的关系来计算材料的弹性模量。
三、压缩法压缩法是一种常用的测量材料弹性模量的方法。
实验中，将被测材料放置在实验装置中，并施加一定的压缩力。
通过测量材料的应变和压缩力大小，可以计算材料的弹性模量。
压缩法适用于各种材料，但要求材料具有较好的可压缩性。
四、剪切法剪切法是一种特殊的测量材料弹性模量的方法。
实验中，将被测材料制成一块平面，并在其上施加一个剪切应力。
通过测量材料的剪切应变和剪切应力大小，可以计算材料的弹性模量。
剪切法适用于各种材料，特别适用于流体力学实验中。
五、共振频率法共振频率法是一种高精度测量材料弹性模量的方法。
实验中，将被测材料加工成一块薄膜，并固定在实验装置上。
然后，通过外部激励使薄膜共振，并测量共振的频率。
根据共振频率和材料的几何尺寸，可以计算材料的弹性模量。
共振频率法具有高度精确的测量结果，但其实验要求较高。
六、分子动力学模拟分子动力学模拟是一种基于计算机模拟的材料弹性模量测量方法。
利用分子动力学模拟软件，可以在计算机上模拟材料内部原子和分子的运动行为，并计算材料的弹性模量。
材料弹性常数E、μ测定——电测法测定弹性模量E及泊松比μ
实验名称：材料弹性常数 E、μ的测定班级： 姓名： 学号： 同组者：一、实验目的测量金属材料的弹性模量E和泊松比μ；验证单向受力胡克定律；学习电测法的根本原理和电阻应变仪的根本操作。
二、实验仪器和设备1.微机控制电子万能试验机；2.电阻应变仪；3.游标卡尺。
三、试件中碳钢矩形截面试件，名义尺寸为bt=(166)mm；2材料的屈服极限s 360MPa。
四、实验原理和方法1、实验原理：材料在比例极限内服从虎克定律，在单向受力状态下，应力与应变成正比：E〔1〕上式中的比例系数E称为材料的弹性模量。
由以上关系，可以得到：P〔2〕EA材料在比例极限内，横向应变与纵向应变之比的绝对值为一常数：〔3〕上式中的常数称为材料的横向变形系数或泊松比。
本实验采用增量法，即逐级加载，分别测量在各相同载荷增量P作用下，产生的应变增量i 于是式〔2〕和式〔3〕分别写为：P〔4〕EiA0ii〔5〕ii根据每级载荷得到的 E i和i，求平均值：n EiE i1〔6〕nnii1〔7〕n以上即为实验所得材料的弹性模量和泊松比。
上式中n为加载级数。
2、实验方法〔1〕、电测法电测法根本原理：电测法是以电阻应变片为传感器， 通过测量应变片电阻的改变量来确定构件应变，并进一步利用胡克定律或广义胡克定律确定相应的应力的实验方法。
试验时，将应变片粘贴在构件外表需测应变的部位， 并使应变片的纵向沿需测应变的方向。
当构件该处沿应变片纵向发生正应变时，应变片也产生同样的变形。
这时，敏感栅的电阻由初始值R变为R+ R。
在一定范围内，敏感栅的电阻变化率R/R与正应变ε成正比，即：RR k上式中，比例常数k为应变片的灵敏系数。
故只要测出敏感栅的电阻变化率，即可确定相应的应变。
电阻应变仪测点桥的原理：电桥B、D端的输出电压为：UBDR1R4R2R3UR2)(R3R4)(R1当每一电阻分别改变R1, R2, R3,R4时，B、D端的输出电压变为：U(R1R1)(R4R4)(R2R2)(R3R3 )U(R1R1R2R2)(R3R3R4R4)略去高阶小量，上式可写为：U BD U R1R2 2(R1R2R3R4) (R1R2)R1R2R3R4在测试时，一般四个电阻的初始值相等，那么上式变为：UBD U(R1R2R3R4) 4R1R2R3R4得到：kUUBD(1234)4电阻应变仪的根本测量电路如果将应变仪的读数按应变标定，那么应变仪的读数为：4U BD(1234)kU〔2〕、加载方法——增量法与重复加载法增量法可以验证力与变形之间的线性关系，假设各级载荷增量P 相同，相应的应变增量也应大致相等，这就验证了虎克定律，如右图所示。
弹性模量的测量实验报告
弹性模量的测量实验报告一、拉伸法测量弹性模量 1、实验目的(1) 学习用拉伸法测量弹性模量的方法; (2) 掌握螺旋测微计和读数显微镜的使用; (3) 学习用逐差法处理数据。
2、实验原理（1）、杨氏模量及其测量方法本实验讨论最简单的形变——拉伸形变,即棒状物体(或金属丝)仅受轴向外力作用而发生伸 长的形变(称拉伸形变)。
设有一长度为L ,截面积为S 的均匀金属丝,沿长度方向受一外力F 后金属 丝伸长δL 。
单位横截面积上的垂直作用力F /S 成为正应力,金属丝的相对伸长δL /L 称为线应变。
实 验结果指出,在弹性形变范围内,正应力与线应变成正比,即LL E S F δ= 这个规律称为胡克定律，其中LL SF E //δ=称为材料的弹性模量。
它表征材料本身的性质,E 越大的材料,要使他发生一定的相对形变所需 的单位横截面积上的作用力也越大，E 的单位为Pa(1Pa = 1N/m 2; 1GPa = 109Pa)。
本实验测量的是钢丝的弹性模量,如果测得钢丝的直径为D ,则可以进一步把E 写成:LD FLE δπ24=测量钢丝的弹性模量的方法是将钢丝悬挂于支架上,上端固定,下端加砝码对钢丝施力F ,测出钢丝相应的伸长量δL ,即可求出E 。
钢丝长度L 用钢尺测量,钢丝直径D 用螺旋测微计测量,力F 由砝 码的重力F = mg 求出。
实验的主要问题是测准δL 。
δL 一般很小,约10−1mm 数量级,在本实验中用 读数显微镜测量(也可利用光杠杆法或其他方法测量)。
为了使测量的δL 更准确些,采用测量多个δL 的 方法以减少测量的随机误差,即在钢丝下端每加一个砝码测一次伸长位置,逐个累加砝码,逐次记 录伸长位置。
通过数据处理求出δL 。
（2）、逐差法处理数据 如果用上述方法测量10 次得到相应的伸长位置y1,y2,...,y10,如何处理数据,算出钢丝的伸长量δL呢? 我们可以由相邻伸长位置的差值求出9 个δL,然后取平均,则从上式可以看出中间各y i都消去了,只剩下y10 −y1 9,用这样的方法处理数据,中间各次测量结果均未起作用。
如何进行弹性系数实验的测量与计算
如何进行弹性系数实验的测量与计算弹性系数是材料力学性质的重要指标，用于描述材料受力后的变形能力。
在工程实践中，准确测量和计算材料的弹性系数对于设计和预测结构的性能至关重要。
本文将介绍如何进行弹性系数实验的测量与计算的方法。
一、实验仪器与材料准备在进行弹性系数实验之前，我们需要准备以下仪器和材料：1. 弹性体样本：选择符合实验要求的弹性体材料，如金属、橡胶或塑料等。
2. 张力计：用于测量材料受力后的伸长量。
3. 简支梁：用于实验中的力的作用点。
4. 温度计：用于记录实验过程中的温度变化。
二、实验步骤1. 准备样本：根据实验要求，制备符合标准尺寸的弹性体样本。
2. 固定样本：将样本固定在简支梁上，确保样本在实验过程中不发生滑动或倾斜。
3. 测量初始长度：使用尺子或千分尺测量样本的初始长度，并记录下来。
4. 施加力：通过调整张力计，在弹性体样本上施加一定的拉力，并记录下受力值。
5. 测量伸长量：在施加力的作用下，使用张力计测量样本的伸长量，并记录下来。
6. 重复实验：根据实验要求，可进行多次实验，以提高实验数据的准确性与可靠性。
7. 测量温度变化：实验过程中需记录样本的温度变化，可使用温度计进行测量。
三、实验数据处理与计算1. 计算应力：根据施加的拉力及样本的截面积，计算样本所受的应力。
应力=施加拉力/样本截面积。
2. 计算变形应变：根据样本的初始长度和伸长量，计算样本的应变。
应变=伸长量/初始长度。
3. 绘制应力-应变曲线：将应力和应变的数值绘制成曲线图，以分析弹性体样本的力学行为。
4. 计算弹性模量：弹性模量是描述弹性体材料刚性的一个重要参数，可以通过应力-应变曲线的斜率来计算。
弹性模量=E=应力/应变。
5. 数据分析与验证：根据实验结果，分析弹性体材料的性能，并与已知的材料数据进行对比，验证实验的准确性。
四、实验注意事项1. 操作规范：在实验过程中，需严格按照实验操作规范，确保实验数据的准确性。
物理实验技术中的弹性特性测量与分析方法
物理实验技术中的弹性特性测量与分析方法引言：弹性特性是物体在受力作用下发生变形后能恢复到原始形状和尺寸的能力。
在物理实验中，准确测量和分析材料的弹性特性是非常重要的，因为这些特性直接影响到材料的性能和应用。
本文将介绍一些常用的物理实验技术，用于测量和分析材料的弹性特性。
一、拉伸实验：拉伸实验是一种常见的实验技术，用于测量材料在受拉力作用下的弹性特性。
实验中，将待测材料固定在拉力机上，施加均匀的拉力，然后测量材料的变形。
通过改变应变量和拉力量，可以得出材料的弹性模量、屈服强度和断裂强度等指标。
拉伸实验广泛应用于工程材料、金属材料和高分子材料的研究与生产中。
二、压缩实验：压缩实验是测量材料在受压力作用下的弹性特性的一种实验方法。
压缩实验与拉伸实验类似，通过施加压力使材料发生压缩变形，然后测量材料的变形量和压力。
借助这些数据，可以计算材料的抗压强度、杨氏模量和材料的塑性变形能力等。
三、剪切实验：剪切实验用于测量材料在受剪切力作用下的弹性特性。
在剪切实验中，将待测材料切割成一个长方形样品，然后施加剪切力，使其发生剪切变形。
通过测量材料的应变量和应力量，可以确定材料的剪切模量、屈服剪切应力和断裂剪切应力等参数。
剪切实验通常应用于金属材料、建筑材料和纸张等领域。
四、超声波方法：超声波方法是一种非常灵敏和精确的测量弹性特性的技术。
通过发射和接收超声波脉冲，可以得到材料的声速、声阻抗和声衰减等信息。
这些参数与材料的弹性性质密切相关，可以用来评估材料的质量、缺陷和应力状态。
超声波方法广泛应用于医学、材料科学和工程学等领域。
五、纳米力学方法：纳米力学方法是近年来发展起来的一种测量和分析材料力学性能的技术。
该方法利用纳米级的力测量技术，可以对材料的弹性性质进行高精度的测量。
通过测量材料的力-位移曲线，可以得到纳米级的弹性模量、塑性变形和材料的脆性程度等信息。
纳米力学方法对于研究纳米材料和薄膜材料的弹性特性具有重要的应用价值。
材料弹性及内耗测试技术
材料弹性及内耗测试技术引言：一、弹性模量测试技术弹性模量是材料在受力时能够恢复原状的能力，是材料的重要力学性质之一、常见的弹性模量测试方法有静态拉伸试验、压缩试验、剪切试验等。
1.1静态拉伸试验：静态拉伸试验是将材料样本拉伸到一定的长度，通过测量应力和应变之间的关系来计算弹性模量。
测试时需要使用应变计和力传感器，将样本固定在拉伸机上，根据斯托克斯定律计算应变。
1.2压缩试验：压缩试验是将材料样本压缩到一定程度，通过测量应力和应变之间的关系来计算弹性模量。
测试时需要使用应变计和力传感器，将样本固定在压缩机上，根据斯托克斯定律计算应变。
1.3剪切试验：剪切试验是将材料样本剪切到一定程度，通过测量应力和应变之间的关系来计算剪切模量。
测试时需要使用应变计和力传感器，将样本固定在剪切机上，根据斯托克斯定律计算应变。
内耗是材料在振动中损失的能量，是材料内部分子、原子间运动摩擦造成的。
常见的内耗测试方法有振动试验、动态力学分析(DMA)等。
2.1振动试验：振动试验是通过在不同频率下施加加速度来引起材料内部的振动，通过测量振幅和频率之间的关系来计算内耗。
测试时需要使用振动试验机，将样本固定在试验台上，通过改变振幅和频率来观察材料的内耗行为。
2.2动态力学分析(DMA)：DMA是一种通过施加不同振动频率和振幅的载荷来测量材料的动态力学性能的方法。
通过测量材料在不同频率下的应力和应变之间的关系，可以计算出材料的内耗。
三、材料弹性及内耗测试在材料研究和应用中的意义3.1材料研究：弹性模量和内耗是材料性能的重要指标，通过测试这些指标可以评估材料的力学性能、疲劳寿命和耐用性等。
对材料研究者来说，了解材料的弹性行为和内耗特性对于优化材料配方、改进加工工艺以及研究材料的疲劳和损伤行为具有重要意义。
3.2应用领域：材料的弹性模量和内耗对于材料在工程应用中的稳定性和耐用性至关重要。
在材料行业中，弹性模量和内耗测试常常用于材料质量控制，以确保材料在使用过程中不会发生损坏或失效。
西安交通大学材料力学性能实验报告——弹性模量测定
材料力学性能实验报告姓名：班级：学号: 成绩：实验名称实验一金属材料弹性模量（E）的测定实验目的学习和掌握材料弹性模量的测试原理和方法，理解材料弹性模量的物理本质和实际应用意义。
实验设备1)电子拉伸材料试验机一台，型号CSS—88100;2)位移传感器一个；3)游标卡尺一把；4）铝合金、铜合金、T8淬火和20#钢正火态试样各一根。
试样示意图图1 圆柱形拉伸标准试样示意图实验拉伸图T8淬火、20#钢正火态、铝合金和铜合金四种试样的实验拉伸图如图1、图2、图3和图4。
实验数据处理1.实验原始数据记录表1 T8淬火试样直径测量记录（单位:mm）左中右平均值9。
32 9。
32 9。
309.40 9.28 9。
329.339.40 9.30 9.32表2 20＃钢正火试样直径测量记录（单位：mm）左中右平均值9。
70 9。
70 9.709.70 9.72 9.729。
719。
72 9.70 9.72020/4/el elel F S F L F L L S d π∆∆∆==∆∆∆ F ∆：轴向力增量（N ）；0S ：试样平行长度部分的原始∆：轴向变形增量（mm ）；el L ：横向引伸计标距（根据实验数据和①式计算四种试样的弹性模量分别为：224(3.370 1.430)9.33(0.418el F L d π∆⨯-=∆⨯⨯＃正火态试样24(11.7189.71el F L d π∆⨯=∆⨯）铝合金试样249.80el F L d π∆⨯=∆⨯）铜合金试样249.71el F L d π∆⨯=∆⨯图6 图解法求弹性模量表5 弹性模量实验数据表编号 材料Pa(kN ） Pb （kN) La （mm ） Lb(mm ） ΔP(N ）ΔL(mm ) E(GPa ） 1 T8淬火 3.370 1.4300。
418 0.1331。
940 0。
285 4.98 2 20#正火 11。
718 5。
000 3.290 1。
实验二--用悬丝耦合共振法测量金属材料的弹性模量
实验二用悬丝耦合共振法测量金属材料的弹性模量一．实验目的1．掌握悬丝耦合共振法测量金属材料弹性模量的基本原理；2．用悬丝耦合共振法测量金属材料的弹性模量。
二．实验原理金属材料在弹性变形阶段，应力与应变成正比，其比例系数称为弹性模量。
按照材料的受力和变形方式，弹性模量分为杨氏模量(正弹性模量)E、切变模量G和体积压缩模量K三种。
E、G、K具有相同的物理意义，它们都表示产生单位应变时的应力，所以弹性模量表征了材料抵抗弹性变形的能力，弹性模量越高，材料的刚度越好。
弹性模量测量有静态法和动态法两种基本方法。
静态法是根据弹性应力与应变服从虎克定律来确定弹性模量的。
这种方法由于加载较大，加载速度慢，试样存在弛豫应变，所以加载大小和速度都会影响测量的精确性。
动态法是试样在很小的交变应力作用下使其发生自由振动或强迫振动，测出固有振动频率后计算弹性模量。
按加载频率范围又可分为声频共振法(频率低于104Hz)和超声波脉冲法(频率在104～108Hz)两类。
动态法的测量速度快、精度高。
目前，国内使用最广泛的动态测试法是悬丝共振法，它可以在一个试样上同时测量E、G，从而可求得泊松比μ，此法已列入国家标准。
悬丝耦合共振法的测量装置见图5-1。
试样用两根悬丝水平悬挂，悬丝一端固定在试样上距端点0.224l～0.174l范围内，另一端分别固定在换能器的激振级和拾振级上。
当讯号发生器产生一个音频正弦电讯号时，通过换能器转换成机械振动，由悬丝传递给试样，激发试样振动。
试样的机械振动再通过另一根悬丝传递给接收换能器，还原成电讯号。
经放大器放大后，在指示仪表上显示出来。
调节讯号发生器的输出频率，当它与试样的共振频率一致时，在指示仪表上观察到接收讯号的极大值。
用频率计精确测定此时的频率，即得试样的共振频率。
可以将讯号发生器输出的激发讯号和放大器放大后的接收讯号输入示波器，示波器显示李萨茹图形，用以辅助观察和判断试样的共振状态。
分别测出试样作弯曲自由振动时的基频固有频率f l，作自由扭转振动时的扭振固有基频f s，就可以计算出试样的杨氏模量E，切变模量G，泊松比μ。
钨的逸出功实验报告数据处理
钨的逸出功实验报告数据处理一、实验目的本实验旨在通过测量不同温度下钨的热电子发射电流，确定钨的逸出功，并加深对热电子发射现象和相关物理概念的理解。
二、实验原理根据热电子发射定律，金属中的自由电子在温度升高时，动能增大，部分电子具有足够的能量克服表面势垒而逸出金属表面，形成热电子发射电流。
热电子发射电流密度＄j$ 与温度＄T$ 之间的关系遵循理查森杜什曼（RichardsonDushman）方程：＼j ＝ A_0T^2e^｛＼frac{＼varphi}｛kT}｝＼其中，＄A_0$ 是与金属材料有关的常数，＄＼varphi$ 为金属的逸出功，＄k$ 为玻尔兹曼常数。
对上述方程两边取对数，可得：＼＼ln j ＝＼ln A_0 ＋ 2\ln T ＼frac{＼varphi}｛kT}＼若以＄＼ln j$ 为纵坐标，＄＼frac{1}｛T}＄为横坐标作图，可得一条直线。
直线的斜率为＄＼frac{＼varphi}｛k}＄，截距为＄＼lnA_0 ＋ 2\ln T$。
通过测量不同温度下的热电子发射电流，进行数据处理和直线拟合，即可求得钨的逸出功＄＼varphi$。
三、实验仪器1、热电子发射实验仪：包括钨丝阴极、阳极、加热电源、测量电路等。
2、温控仪：用于精确控制钨丝的温度。
3、数字电流表：测量热电子发射电流。
四、实验步骤1、连接实验仪器，确保电路连接正确无误。
2、开启温控仪，设置升温程序，使钨丝温度逐渐升高。
3、在不同温度下，记录数字电流表的读数，即热电子发射电流值。
4、测量足够多的数据点，以保证数据的准确性和可靠性。
五、实验数据记录｜温度＄T$ （K)｜热电子发射电流＄j$ （＄＼mu A$）｜｜｜｜｜1800|12|｜1900|28|｜2000|56|｜2100|98|｜2200|165|｜2300|257|｜2400|382|六、数据处理1、计算＄＼ln j$ 和＄＼frac{1}｛T}＄的值：｜温度＄T$ （K)｜热电子发射电流＄j$ （＄＼mu A$）｜＄＼ln j$ ｜＄＼frac{1}｛T}＄（＄＼times 10^｛－3} K^｛－1}＄）｜｜｜｜｜｜｜1800|12|01823|5556|｜1900|28|10296|5263|｜2000|56|17228|5000|｜2100|98|22833|4762|｜2200|165|28074|4545|｜2300|257|32472|4348|｜2400|382|36428|4167|2、以＄＼ln j$ 为纵坐标，＄＼frac{1}｛T}＄为横坐标，绘制散点图。
材料力学-测弹性常数
1/4桥接线法（温补半桥）
( ) -
AB
BC
L
t
t
L
温度补偿问题：
1、温度场变化（热膨胀系数不同、热电偶） 2、电磁场影响
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材料力学实验
DH3818-2型静态电阻应变仪简介
电源插座 及开关
模块桥路 类型设置 端
显示窗口
通信接口 接线排
功能键
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A B B1 C D
当接1/4桥时，先将温度补偿片 接入应变仪上面板公共温度补 偿接线端后，等效于所有通道 的C和 B1接线柱之间就接入温 度补偿片了，同时将工作片应 变片的两条连接导线分别接入 所选通道接线排中的A和B接线
柱，同时将接入B点的导线端子 A B B1 C D
的叉子两个脚分别接入B和B1， 即跨接后将B1与B短接
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应变片实物
单轴应变片
多轴应变片（应变花）
材料力学实验
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材料力学实验
应电测法的有点与缺点
① 电测法的优点
1. 测量精度高，应变的最小分辨率可达10-6(1με)； 2. 技术成熟，成本相对其它实验应力分析方法低； 3. 测量范围较广，可测10-6－10-2应变； 4. 可进行静、动态测量，频率响应范围0～50KHz； 5. 能在一定范围的高、低温及液体等特殊条件下进行测量。
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材料力学实验
材料弹性常数E、的测定
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材料力学实验
➢ 实验目的
测量材料在比例极限内的应力应变关系；
测量7075铝合金材料的弹性模量E和泊松比；
学习电测法的基本原理和静态应变仪的基本操作
弹性材料力学特性参数估计分析
弹性材料力学特性参数估计分析弹性材料力学特性参数估计分析是一项重要的工程研究领域，它关注材料的机械行为和性能，对于工程设计和材料选择具有重要意义。
本文将介绍弹性材料力学特性参数的估计方法和分析过程。
首先，我们需要了解弹性材料的基本力学特性参数。
弹性模量是描述材料抵抗弹性形变的能力的物理量，通常用单位体积材料所受的应力与相应的应变之比来表示。
常见的弹性模量有杨氏模量、剪切模量等。
另一个重要的参数是泊松比，它描述了材料在拉伸过程中横向收缩的程度。
此外，还有材料的屈服强度、断裂强度等参数，用于描述材料在外加力作用下的稳定性和破坏性。
在进行弹性材料力学特性参数估计分析之前，我们需要采集实验数据。
首先，通过拉伸实验可以得到材料的应力-应变曲线。
该实验通常使用万能试验机等设备进行，通过施加不同的拉伸应力，测量相应的应变，并记录下应力-应变数据点。
接下来，还可以进行压缩实验、剪切实验等，以获取更多的材料性能参数。
这些实验数据将作为参数估计分析的基础。
弹性材料力学特性参数估计分析的核心是使用合适的数学模型拟合实验数据，从而得到材料的力学特性参数。
常见的数学模型包括线性弹性模型、非线性弹性模型等。
线性弹性模型假设应力-应变曲线为一条直线，在实验数据较小范围内能够较好地拟合，但在大应变范围内可能出现不一致的情况。
非线性弹性模型则能更好地描述材料的非线性行为，如接近材料破坏点时的变形行为。
常用的非线性弹性模型包括哈登-邓肯模型、拉格朗日模型等。
在模型拟合过程中，我们需要使用合适的数学算法进行参数估计。
最常用的算法是最小二乘法，通过最小化实验数据与模型预测值之间的差异，来确定参数的最佳估计值。
此外，还可以使用最大似然估计、贝叶斯估计等方法进行参数估计。
这些方法的选择与具体问题及数据类型密切相关，合理选择适合的参数估计方法是确保分析结果准确的关键。
在完成参数估计后，我们需要对结果进行分析和解释。
首先，可以检验拟合模型的优度，如计算残差平方和、决定系数等指标，评估模型对实验数据的拟合程度。
金属材料弹塑性参数测定(E、U、G等)
实验名称：金属材料弹塑性参数测定(E、U、G等）传感器是一种测量装置，用来把有关的物理量转变成具有确定对应关系的电量输出，以满足对于信息的记录、显示、传输、存储、处理以及控制的要求。
传感器是实现自动测量与控制的第一个环节，在生产实践和科学研究的各个领域中发挥着十分重要的作用。
本实验要进行分析、设计、制作电阻应变式传感器，并利用电桥作为基本的测量电路，利用静态电阻应变仪作为放大与输出仪器。
标定制作好的电阻应变式传感器。
一、实验目的1．学习并掌握电阻应变式传感器的结构、原理和设计方法。
2．理解并掌握电阻应变式传感器的标定方法，建立标定的概念，学会相关仪器的使用方法。
3．复习掌握电阻应变片的筛选、粘贴、焊接、检验等操作方法。
4.测定材料的弹性模量E和泊松比u二、实验设备与仪器等1．静态电阻应变仪。
2．标定器、计算器、数字式万用表、游标卡尺、电烙铁、剥线钳等。
3．弹性元件等传感器母体。
4．电阻应变片、接线端子、导线、502胶、丙酮、焊锡、砂纸等。
5. 金属筒（R=48mm，r=40mm）三．原理与方法电阻应变测量法是实验应力分析中应用最广的一种方法。
电阻应变测量方法测出的是构件上某一点处的应变，还需通过换算才能得到应力。
根据不同的应力状态确定应变片贴片方位，有不同的换算公式。
测量电桥的基本特性和温度补偿构件表面的应变测量主要是使用应变电测法，即将电阻应变片粘贴在构件表面，由电阻应变片将构件应变转换成电阻应变片的电阻变化，而应变片所产生的电阻变化是很微小的，通常用惠斯顿电桥方法来测量，惠斯顿电桥是由应变片作为桥臂而组成的桥路，作用是将应变片的电阻变化转化为电压或电流信号，从而得到构件表面的应变。
在测量时，将应变片粘贴在各种弹性元件上，组成电桥，并利用电桥的特性提高读数应变的数值，或从复杂的受力构件中测出某一内力分量(如轴力、弯矩等)。
利用电桥的基本特性正确地组成测量电桥。
测量电桥的基本特性ABCDR1R2R4R3U BD U图3-4 电桥如图3-4所示。
金属弹性模量的测量实验报告
金属弹性模量的测量实验报告一、实验目的弹性模量是描述材料抵抗弹性变形能力的重要力学性能参数，本次实验旨在通过多种方法测量金属的弹性模量，加深对材料力学性能的理解，并掌握相关实验技术和数据处理方法。
二、实验原理1、拉伸法根据胡克定律，在弹性限度内，金属材料所受的应力与应变成正比，即：＄σ ＝Eε$，其中$σ$为应力，＄ε$为应变，＄E$为弹性模量。
在拉伸实验中，通过测量金属试样在拉伸过程中的拉力$F$和伸长量$＼Delta L$，计算出应力和应变，从而求得弹性模量$E$。
2、弯曲法将矩形金属梁置于两个支撑点上，在其中点施加集中载荷，使梁发生弯曲变形。
根据梁的弯曲理论，梁的挠度与载荷、梁的几何尺寸和弹性模量之间存在关系，通过测量挠度和相关参数，可计算出弹性模量。
3、动态法利用共振原理，使金属试样在一定频率的交变载荷作用下发生共振。
根据共振频率、试样的几何尺寸和质量，以及材料的密度等参数，可以计算出弹性模量。
三、实验设备和材料1、万能材料试验机用于进行拉伸实验，测量拉力和伸长量。
2、游标卡尺和千分尺用于测量金属试样的尺寸。
3、矩形金属梁及支撑装置用于弯曲法实验。
4、动态法实验装置包括信号发生器、激振器、传感器和示波器等。
5、实验材料选用了常见的金属材料，如低碳钢、铝合金等。
四、实验步骤1、拉伸法实验步骤用游标卡尺测量金属试样的原始直径$d_0$，在标距范围内多次测量取平均值。
用千分尺测量试样标距$L_0$。
将试样安装在万能材料试验机上，确保试样轴线与试验机夹头中心线重合。
启动试验机，以缓慢的加载速度进行拉伸，直至试样断裂。
记录拉伸过程中的拉力$F$和伸长量$＼Delta L$。
实验结束后，取下试样，再次测量断裂处的直径$d_1$。
2、弯曲法实验步骤用游标卡尺测量矩形金属梁的宽度$b$和高度$h$。
将梁放置在两个支撑点上，调整支撑点间距和加载点位置。
缓慢施加集中载荷，使用百分表测量梁中点的挠度。
记录不同载荷下的挠度值。
钨合金材料宏微观性能分析及动态性能测试研究的开题报告
钨合金材料宏微观性能分析及动态性能测试研究的开题报告一、研究背景和目的钨是一种重要的材料，在冶金、电子、化学等方面都有广泛的应用。
钨合金材料是以钨为基础，加入其他元素制成的材料。
钨合金材料具有高密度、高熔点、高硬度、高强度和优异的耐高温性能，在航空、航天、国防、核能等领域有着重要的应用。
然而，钨合金材料在使用过程中会受到各种力学、热力学和化学影响，使其性能发生变化。
因此，对钨合金材料的宏观和微观性能进行研究，探讨材料中各种元素的作用及其相互作用，以及材料在不同环境下的性能变化规律，对材料的应用和改良具有重要的意义。
本项目的主要目的是进行钨合金材料的宏微观性能分析，研究其动态性能，在理论和实验上探讨钨合金材料的性能变化规律，并为其进一步的应用和改良提供理论和技术支持。
二、研究内容和方案1. 钨合金材料的成分、组织和结构分析通过扫描电镜、透射电镜等方法对钨合金材料的成分、组织和结构进行分析，并探究各元素的作用及其相互作用。
2. 钨合金材料的物理和力学性能测试通过常规实验方法对钨合金材料的物理和力学性能进行测试，包括硬度、强度、韧性等指标。
3. 钨合金材料的动态性能测试通过高速冲击实验、高温膨胀实验等动态实验方法对钨合金材料在不同温度、压力等条件下的性能变化规律进行研究。
4. 钨合金材料的应用研究通过实验和模拟的方法对钨合金材料在航空、航天、国防、核能等领域的应用进行研究，并提出改良措施。
三、研究意义本项目的研究意义在于：1. 对钨合金材料的宏微观性能进行深入分析，了解各元素的作用及其相互作用，为其进一步的应用和改良提供理论和技术支持。
2. 探讨钨合金材料在不同环境下的性能变化规律，为其应用提供科学依据。
3. 研究钨合金材料的应用，提高其在航空、航天、国防、核能等领域的性能，为相关产业的发展做出贡献。
四、研究方法研究方法主要包括实验方法和理论方法。
实验方法用于对钨合金材料的物理和力学性能进行测试，包括硬度、强度、韧性等指标的测量，以及高速冲击实验、高温膨胀实验等动态性能测试。
物理实验技术的材料力学测试方法
物理实验技术的材料力学测试方法材料力学是物理学的一个重要分支领域，研究材料在受力及变形过程中的力学特性。
而为了深入了解材料的力学性质，需要借助物理实验技术中的测试方法。
本文将介绍一些主要的材料力学测试方法，包括拉伸试验、硬度测试、冲击试验和疲劳试验。
拉伸试验是最基础也是最常用的材料力学测试方法之一。
它主要用于确定材料的强度、弹性模量等参数。
拉伸试验过程中，材料被锚定在一端，受到拉力作用，另一端则固定不动。
在施加的拉力下，材料会发生弹性变形和塑性变形，并在达到一定程度时发生断裂。
通过测量拉伸前后材料的形变以及施加的应力和应变关系，可以得到材料的强度和延展性。
硬度测试是另一种常见的材料力学测试方法。
硬度是材料抵抗外界压力的能力，常用于评估材料的耐磨性和耐冲击性。
常见的硬度测试方法包括布氏硬度测试、洛氏硬度测试和维氏硬度测试。
布氏硬度测试使用钢质球或钻石金刚石锥头对材料进行压力测试，然后通过改变压痕的直径来确定硬度。
洛氏硬度测试则使用不同形状的钢质锥头进行测试，通过测量压痕的深度来评估硬度。
而维氏硬度测试使用金刚石金字塔形锥头，通过测量压痕的对角线长度来确定硬度。
冲击试验则是评估材料在受到突然冲击或挤压作用时的抵抗能力。
这种测试方法主要用于评估材料的韧性和抗冲击性能。
常见的冲击试验方法包括冲击韧性试验和冲击强度试验。
冲击韧性试验使用冲击试样机，通过在试样上施加冲击载荷以模拟实际工作条件中可能出现的冲击情况。
通过观察试样断裂的程度和所受的冲击载荷来评估材料的冲击韧性。
而冲击强度试验则是通过将冲击载荷施加在规定形状的样品上，并测量其强度来评估材料的耐冲击能力。
疲劳试验是评估材料在连续循环加载下的耐久性能。
在实际工程中，材料会受到循环载荷的作用，例如桥梁的重复负荷、汽车发动机的循环加载等。
疲劳试验通过在材料上施加循环载荷，并在每次循环后观察材料的变形和损伤情况，来评估材料的疲劳极限。
该测试方法可以帮助工程师选择合适的材料，以确保结构在长期使用中不会发生疲劳断裂。
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文章 编 号 ：０ ６— ４ ６ ２ １ ）４— ３ ９— ６ １０ ０ ５ （００ ０ ０９ ０
钨 渗 铜材 料 力学 弹性 性 质 的 实验 测 量 与物 理模 型 计算
杨 垂 玮 魏 明 飞 ， ， 陈梦 成 黄 模佳 ，
（． １ 南昌大学 建筑工程学院， 江西 南 昌 ３０ ３ ；． 东交通大学 土木 建筑 学院， ３ ０ １２ 华 江西 南昌 ３ ０ １ ） ３０ ３ 摘要 ： 钨渗铜材料是一种 以钨为基体 、 铜为夹杂 的两相复合金 属材料 ， 由于具有优 异的力学性 能和热 、 电特性
第 ３ 第 ４期 ２卷 ２１ ００年 １ ２月
南 昌大 学 学报 （ 工科 版 ）
Ｊｕｎｌ ｆ ａｃａｇＵ ｉ ｒｉ （ ｎｉｅｒ ｇ＆ Ｔ ｃｎ ｌ ｙ ｏｒａ ｏ ｎｈｎ ｎｖ ｓｙ Ｅ ｇｎｅ ｎ Ｎ ｅ ｔ ｉ ｅｈ ｏ ｇ ） ｏ
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Ａｂ ｔａｃ ： ｐ ｒｉ ｆｌ ａｅ ｕ ｇ ｔｎ ｉ ｉ ｄ ｏ ｏ ｏ ｉｅ ｍｅａ ｏ ｅ ｍａ ｒｘ ｉ ｕ ｇ ｔｎ ａ ｄ ｗｈ ｓ ｎ ｌ ｓｒ ｔ Ｃｏ ｐｅ ｎ ｉｔ ｔｄ ｔｎ ｓｅ ｓａ ｋ ｎ ｆ ｃ ｍｐ ｓｔ ｔｌｗｈ ｓ ｔ ｓ ｔ ｎ ｓｅ ｎ ｏ ｅ ｉ ｃｕ－ ｒ ｉ
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中 图分 类 号 ： ３ ３ １ ０ ４ ． 文 献标 志码 ： Ａ
Ｅｌ ｓｉ ｏ ｅ ｔｅ ｆ Ｃｏ ｐ ｒ Ｉ ｆｌｒ ｔ ｄ Ｔｕ ｇ ｔ ｎ Ｄｅ ｅ ｍｉ ｅ ｙ ａ ｔｃ Ｐｒ ｐ ｒ ｉｓ ｏ ｐ ｅ ｎ ｔ ａ ｅ ｎ ｓ ｅ ｔ ｒ ｎ ｄ ｂ ｉ
而被广泛应用于军事和 民用领域。采用 引伸计测量器 、 应变测量仪 、 超声波仪分别测 量了钨渗铜材料 的力 学性质 ， 并依据钨渗铜复合材料的结构特点 ， 把钨渗铜材料 中的铜和钨分别看成为复合材 料的夹杂和基体 ， 利用 Ｖ ｉ 模型 ｏｔ ｇ
和 Ｒ ｕｓ 型分别计算 出钨渗铜材料弹性性 质的上界值和下界值 ， ｅ ｓ模 利用本征 应变 自洽法计算钨渗 铜材料的弹性性 质， 理论计算结果 与实验结果吻合 。 关键词 ： 钨渗铜 ； ｏｇ模 型和 Ｒ ｕｓ 型； Ｖｉ ｔ ｅｓ 模 本征应变 自洽法 ； 超声波测 量 ； 拉伸测 量