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弹簧弹性模量(弹簧弹性模量检测方法)

来源:www.haichao.net  时间:2023-01-13 17:01   点击:101  编辑:admin   手机版

1. 弹簧弹性模量检测方法

y=kx+b y:弹簧总长;

b:弹簧静止长度;

k:弹簧刚度系数(与弹簧材料,尺寸有关);

x:作用力 k=EI/L:E:弹簧材料的弹性模量(即抵抗单位力变形能力);

I:弹簧尺寸构成的几何参数;

L:弹簧总长度(高度)。

2. 弹簧弹性系数测量方法

弹簧的劲度系数公式F=Kx ,K为劲度系数,F为弹簧产生的弹力,X为伸长量,负号表示弹簧所产生的弹力与其伸长(或压缩)的方向相反。劲度系数的倒数称为力顺。

劲度系数,即倔强系数(弹性系数)。它描述单位形变量时所产生弹力的大小。k值大,说明形变单位长度需要的力大,或者说弹簧“韧”。劲度系数又称刚度系数或者倔强系数。劲度系数在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时的弹力。

3. 弹簧 弹性模量

在线弹性阶段,广义胡克定律成立,也就是应力σ1<σp(σp为比例极限)时成立。在弹性范围内不一定成立,σp<σ1<σe(σe为弹性极限),虽然在弹性范围内,但广义胡克定律不成立。

胡克的弹性定律指出:弹簧在发生弹性形变时,弹簧的弹力F和弹簧的伸长量(或压缩量)x成正比,即F= k·x 。k是物质的弹性系数,它只由材料的性质所决定,与其他因素无关。负号表示弹簧所产生的弹力与其伸长(或压缩)的方向相反。

满足胡克定律的弹性体是一个重要的物理理论模型,它是对现实世界中复杂的非线性本构关系的线性简化,而实践又证明了它在一定程度上是有效的。然而现实中也存在这大量不满足胡克定律的实例。

胡克定律的重要意义不只在于它描述了弹性体形变与力的关系,更在于它开创了一种研究的重要方法:将现实世界中复杂的非线性现象作线性简化,这种方法的使用在理论物理学中是数见不鲜的。

Fn ∕ S=E·(Δl ∕ l。)

式中Fn表示内力,S是Fn 作用的面积,l。是弹性体原长,Δl是受力后的伸长量,比例系数E称为弹性模量,也称为杨氏模量,由于应变ε=Δl ∕ l。

为纯数,故弹性模量和应力σ=Fn ∕ S具有相同的单位,弹性模量是描写材料本身的物理量,由上式可知,应力大而应变小,则弹性模量较大;反之,弹性模量较小。

弹性模量反映材料对于拉伸或压缩变形的抵抗能力,对于一定的材料来说,拉伸和压缩量的弹性模量不同,但二者相差不多,这时可认为两者相同。

4. 弹性模量测定方法

测量步骤如下:

1.调整好杨氏模量测量仪,将光杠杆后足尖放在夹紧钢丝的夹具的小圆平台上,以确保钢丝因受力伸长时,光杠杆平面镜倾斜。

2.调整望远镜。调节目镜,使叉丝位于目镜的焦平面上,此时能看到清晰的叉丝像;调整望远镜上下、左右、前后及物镜焦距,直到在望远镜中能看到清晰的直尺像。

3.在钢丝下加两个砝码,以使钢丝拉直。

5. 弹性模量测定

1.测定材料弹性模量E一般采用比例极限内的拉伸试验,材料在比例极限内服从虎克定律,其荷载与变形关系为:为了验证力与变形的线性关系,采用增量法逐级加载,分别测量在相同载荷增量ΔP作用下试件所产生的应变增量Δε。最大应力值要在材料的比例极限内进行测试,故最大的应力值不能超过材料的比例极限,加载级数一般不少于5级。

2.材料在受拉伸或压缩时,不仅沿纵向发生纵向变形,在横向也会同时发生缩短或增大的横向变形。

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