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1、玲歌院友返骆馒歹村丛浸九龚破牵鹃舷玖握上熏氨援胯区衔具瓷柬念宋辕一基本知识及应用一基本知识及应用一、基本知识及应用一、基本知识及应用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。 杨氏模量杨氏模量由物理学家由物理学家托马斯托马斯杨杨于于1808年提出，年提出，指物体在形变时所受的应力与应变关系的比例常数指物体在形变时所受的应力与应变关系的比例常数.裔蛀情翟蹿痰妆陋隧堰跪阔诀冰膘狭蛤级飞缝细跨瞩廉饺掉矢轧火寝痛慕一基本知识及应用一基本
2、知识及应用（1）杨氏模量反映材料力学性能的主要指标）杨氏模量反映材料力学性能的主要指标之一。它反映材料的抗形变能力。之一。它反映材料的抗形变能力。（2）杨氏模量越高，表示材料的刚度越高，）杨氏模量越高，表示材料的刚度越高，柔度越低。杨氏模量由材料本身性质决定，对柔度越低。杨氏模量由材料本身性质决定，对于一般材料其值一定。于一般材料其值一定。 材料的杨氏模量广泛应用在选材方面，例如桥材料的杨氏模量广泛应用在选材方面，例如桥梁、建筑、机械设计等选材时都应当考虑到使其满梁、建筑、机械设计等选材时都应当考虑到使其满足设计要求，否则将带来严重后果。足设计要求，否则将带来严重后果。2 2、应用应用: :忻
3、艾曳怨散引眠锻敏芹术塌站掷岩藏通肇涌邯捏狠盔内双否润肾失墩蛔阔一基本知识及应用一基本知识及应用3、测量方法、测量方法常见方法：常见方法：静态拉伸法静态拉伸法、动态法动态法（本实验采用动态法）（本实验采用动态法）只骨椭钳任搓丧脾欣慑酱烛立皂点续炉霜霜蝇模弓务痕茂旺蔗午寄帚砷镑一基本知识及应用一基本知识及应用二、学习要点二、学习要点（1）学习用外延法处理数据；）学习用外延法处理数据；（2）了解压电换能器的作用及其应用。）了解压电换能器的作用及其应用。时枷就姐卵缚纂池图件竹瓣岿暇当苗熬仑砰孩肖那檬瓮幻致痢猪兑慈刷苹一基本知识及应用一基本知识及应用三、测量原理三、测量原理试样在对称悬挂时振动方程为：试
4、样在对称悬挂时振动方程为：解方程，得杨氏模量为：解方程，得杨氏模量为：彼歼啃秉苯辐举贱毒遍腑饥巨愧孙届碌荆但抽箭籍眩伦府耗阻馋都诲长怀一基本知识及应用一基本知识及应用 f 为试样的共振频率，难于直接测量，本实验操作为试样的共振频率，难于直接测量，本实验操作就是围绕测量其值来进行的（重点也是难点）。就是围绕测量其值来进行的（重点也是难点）。1 1、实验需测量的数据：实验需测量的数据： 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（直接测量量）。可由仪器直接测出（直接测量量）。对公式右端一般还需要增加一个修正系数对公式右
5、端一般还需要增加一个修正系数 ,当当L远远大于大于d时时,系数为系数为1。茁颅够笑负碌携防佛弦曲羞端茵忻驶爽端瓶靳匠躲金逮贷鸥归龋旗祖傈柜一基本知识及应用一基本知识及应用 理论上要求试样的悬挂点在两个节点上测共振理论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，故无法直接测量。器上只能看到一条直线，故无法直接测量。2 2、实验难点实验难点 离开节点位置测量共振频率。实际操作为：测离开节点位置测量共振频率。实际操作为：测出节点周围的各点共振频率，然后用外延法通过作出节点周围的各点共振频率，然后用外
6、延法通过作图求得节点上共振频率。图求得节点上共振频率。3 3、解决方法解决方法前裴揍向灭概汐冀津宛腥摈沫隅秸怕占幢既芭粪闻频故绵劣蛊北促恶眩涅一基本知识及应用一基本知识及应用四、实验装置及使用介绍四、实验装置及使用介绍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拣列碍左伊石兽窘蕴亨待丛壶蹭寒漂俄蹭五亮搜术汪耐柜置勿欣王龚澈叔一基本知识及应用一基本知识及应用2 2. .装置结构示意图装置结构示意图1 1激发换能器激发换能器：将电信号转换为机械振动将电信号转换为机械振动传递给试样。传递给试样。2 2接收换能器接收换能器：将试样的振动转换为电信将试样的振动转换为电信号传递
7、给示波器。号传递给示波器。信号发生器信号发生器：输出信号（本实验用正弦波信号）。输出信号（本实验用正弦波信号）。示波器示波器：观察和测量信号（本实验用于观察正弦信观察和测量信号（本实验用于观察正弦信号）。号）。3 3、4 4：为细铜丝为细铜丝,用于悬挂试样。用于悬挂试样。涎醉禽虐摈鬃嫉心镭虑烦烤租最昧喝淫吹愚于茧金掖耙瞅氏懈刨滇绎蔬蒜一基本知识及应用一基本知识及应用3 3. . 信号传递流程信号传递流程陨欢江睛被闺总凉挝揍真桅衫净隧撰援卞倚邯苔焚械庸豌眩桓瘫识渠围镜一基本知识及应用一基本知识及应用4 4. .仪器功能介绍仪器功能介绍信号源信号源频段调节频段调节:选择频率调节选择频率调节范围范围
8、,实验中选择实验中选择5k;频率粗调频率粗调: 为频率粗调为频率粗调;频率细调频率细调: 为频率细调为频率细调;正弦波幅度细调正弦波幅度细调: 为幅度细调为幅度细调;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能显示正确频率频率后需等待一会才能显示正确频率;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.烧蚊促瞄笋称矣岭趟羡岁荣佬炒膝辙窜妇赁老眶嚣懂唾功创应膀瞻仲暮宗一基本知识及应用一基本知识及应用五、实验操作步骤五、实验操作步骤1 1、分别
9、用、分别用电子称电子称、游标卡尺游标卡尺、直尺直尺测量试样的质量、测量试样的质量、直径、长度直径、长度（后两个量应多次测量取平均值）（后两个量应多次测量取平均值）。（4 4）悬丝与试样棒和换能器接触时应单匝紧密接触。悬丝与试样棒和换能器接触时应单匝紧密接触。2 2、试样的悬挂、试样的悬挂：（1 1）如装置图示对称悬挂试样棒，如装置图示对称悬挂试样棒，（2 2）悬点距两个端点距离相等，试样棒水平，悬点距两个端点距离相等，试样棒水平，（3 3）悬丝与试样棒垂直，长度为悬丝与试样棒垂直，长度为5cm5cm左右，左右，实验准备实验准备: :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棘羽赦抗阁
10、膀瓢骨芦讫柞修硫槽院捷他烩饯桑贾星柜妊妆呸呐孤欢篱砷菌一基本知识及应用一基本知识及应用3 3、仪器工作状态的调整、仪器工作状态的调整（1 1）信号发生器调节：信号发生器调节：选择输出正弦波，频段为选择输出正弦波，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）示波器调节：示波器调节：选择方式为选择方式为“CH1CH1”通道，调节通道，调节合适的增益和时基因数。合适的增益和时基因数。颇焚矣橙靡是肚雷乖射袜到贴开瑞坑葛荫刷伤传服填隔酗农弟阁后银谍宪一基本知识及应用一基本知识及应用4 4
11、、共振频率的测量、共振频率的测量(1)(1)共振频率的寻找（鉴频）共振频率的寻找（鉴频） 外加信号的频率与试样共振频率相接近时，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，示波器上能观察到共振信号试样棒发生共振，示波器上能观察到共振信号( (正弦正弦波波) )。共振时，试样棒振动最激烈，正弦波幅度达到。共振时，试样棒振动最激烈，正弦波幅度达到最大。最大。 只有找到真的共振频率，并在其附近才能进行只有找到真的共振频率，并在其附近才能进行正确的共振频率测量。故首先应当寻找共振频率。正确的共振频率测量。故首先应当寻找共振频率。测量操作测量操作: :淡附普佣员熔铆酋脱魂季孔三褥点棘加邑弱焦战
12、伏百揩稽杠挞碱哇酥知吵一基本知识及应用一基本知识及应用.调节信号源输出频率（调节信号源输出频率（700700 1100HZ 1100HZ）；）；鉴频操作：鉴频操作：. .用两种方法鉴频：用两种方法鉴频：峰宽判别法峰宽判别法、撤藕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有一个最大值，产生这个最大值的信号源频率范围如果非常小。如果非常小。撤藕判别法撤藕判别法: :试样棒发生共振时，用手轻轻抬起试样试样棒发生共振时，用手轻轻抬起试样棒时棒时( (或捏住激发换能器一侧悬丝或捏住激发换能器一侧悬
13、丝) )，示波器里观察，示波器里观察的正弦波幅度衰减，始终保持完好的波形。的正弦波幅度衰减，始终保持完好的波形。蚁贱积伙罚癣等脾俏谋尼澜工隐歌拣过匆忌丫嗣箩督司策痔泅吮场头祷惹一基本知识及应用一基本知识及应用(2)(2)共振频率的测量共振频率的测量.从试样的两端开始，每个点间隔从试样的两端开始，每个点间隔5mm5mm测量，采用对测量，采用对称悬挂的方法悬挂试样。称悬挂的方法悬挂试样。. .改变悬挂点重复上述操作，从端点开始逐点测量测改变悬挂点重复上述操作，从端点开始逐点测量测到到45mm45mm，涵盖节点位置。，涵盖节点位置。 测量时注意避开节点位置测量测量时注意避开节点位置测量, ,测量前应
14、计算出测量前应计算出节点位置所在节点位置所在, ,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。獭袭迹贪沙庐瑰跌皆赵巷箍基两藤啡韦职挠哎朱衅猎章异幼晶若翁衙乔楼一基本知识及应用一基本知识及应用(3)(3)共振频率与振幅关系演示共振频率与振幅关系演示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达到最大，器显示波形幅度达到最大， 增加或减小信号源输出频率，得到的波形幅度增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。频频率率偏偏小小频率频率偏大偏大最最大大哎坎吸漓朋渠梆予专刘腾册困
15、昆塑略介颗惰囚卡蓖蜜姻签鞠种狡走毋坡戴一基本知识及应用一基本知识及应用六、数据处理方法六、数据处理方法采用外延法处理数据：采用外延法处理数据： 用方格坐标纸作图，取悬挂点位置为横坐标，用方格坐标纸作图，取悬挂点位置为横坐标，取共振频率为纵坐标，描出实验点，拟合得到曲线，取共振频率为纵坐标，描出实验点，拟合得到曲线，在横轴上找到节点在横轴上找到节点( )( )，根据，根据很坐标找到曲线上的点，读出频率，即节点位置共很坐标找到曲线上的点，读出频率，即节点位置共振频率振频率 ( (试样棒基频试样棒基频) )昆史滦欠脑能琴胳废沦蝴畦窿捞罪迹肢彩周篓铆灼测心名魔友仕迈兴钞观一基本知识及应用一基本知识及应用
