金属丝杨氏模的测量方法.pdf

第36卷 第3期 金 属 2010年 6月 V01．36 No．3 Metal June 2010 doi：10．3969／j．issn．1003—4226．2010．03．020 金属丝杨 氏模量的测量方法 王东升 ， 魏英耐， 宁 皓， 李云涛， 张建民， 唐伟跃 (郑州大学物理工程学院， 河南 郑州 450001) 摘 要 介绍金属丝杨氏弹性模量的概念和计算的理论依据，探讨测量金属丝微小伸长量的方法。详述光杠杆放 大法和光电传感器法检测杨氏弹性模量的工作原理，给出检测原理图，并分别用 2种方法测量长 1．10m、直径 0．608mm钢丝的杨氏模量。使用证明：光杠杆放大法测量精度高 ，但仪器调整难度大 ；光电传感器法用激光做光 源，利用光电传感器作为接收器，可以直接读出伸长量的对应数值 ，是测量杨 氏模量的简便方法，但测量精度不及 光杠杆放大法。 关键词 金属丝；杨氏模量；光杠杆放大法；光电传感器法；伸长量测量 中图分类号 TG115．5 Youngmodulusmeasuringmethodofmetalwire WANG Dong—sheng，WEIYing—nai，NING Hao， LIYun-tao，ZHANG Jian—rnin，TANG Wei—yue (PhysicalEngineeringCollegeofZhengzhouUnwenity，Zhengzhou450001，China) Abstract TointroducetheconceptofmetalwireYoungmodulusanditscalculationtheorybasis．Themethodof measuring metalwiremicroelongationwasdiscussed．TheworkingprincipleofmeasuringYoungelasticmodulusbyusingopticallever magnificationmethodandopticalelectronictransducerwasexpounded．Testprinciplediagramwasgiven．TheYoungmodu— Iusoflength1．10m．diameter0．608mm steelwirewasmeasuredbyadoptingtwoways．Usingapprovedthatmeasuring accuracyofopticallevermagnificationmethodishi曲，butinstrumentadjustmentisdifficult，opticalelectronictransducer methodadoptslaseraslightsource，optical electronictransducerasreceiver，themethodcanreadthecorrespondingdataof elongationdirectly，isasimplewaytomeasureYoungmodulus，butthemeasuringaccuracyislowerthanoptical levermag— nificationmethod． Keywords metalwire；Youngmodulus；opticallevermagnificationmethod；opticalelectronictransducermethod；elonga— tj0nmeasure 杨氏弹性模量是表示固体材料弹性形变的重要 1 测量原理及方法 物理量，在工程设计中是一个常用参数，是选定机械 纵向拉伸是弹性形变 中最简单的一种形式，设 构件材料的重要依据之一。对于