用拉伸法測量鋼絲楊氏模量論文
在平平淡淡的日常中，大家都寫過論文吧，論文是探討問題進行學術研究的一種手段。寫起論文來就毫無頭緒？下面是小編為大家收集的用拉伸法測量鋼絲楊氏模量論文，僅供參考，大家一起來看看吧。
用拉伸法測量鋼絲楊氏模量【1】
【摘要】本文采用拉伸法及光杠桿原理對直徑為0.02 厘米鋼絲的楊氏模量進行了測量。
其中，光杠桿法是一種利用光學放大方法測量微小長度(物體微小位移)的裝置，它采用光學機制以光線來代替機械杠桿的長臂而實現間接放大測量，主要討論了對影響測量結果的可能因素和用逐差法減少相應誤差的方法。
測量結果為E =(2.41+0.10)×1011N/M2 。
【關鍵詞】楊氏模量 拉伸法 光杠桿 逐差法
引言
楊氏模量又稱彈性系數，是彈性材料的一種最重要、最具特征的力學性質，是衡量物體變形難易程度的量，用E表示。
定義為理想材料在小形變時應力與相應的應變之比。
E以單位面積上承受的力表示。
在比例極限內，應力與材料相應的應變之比。
根據不同的受力情況，分別有相應的拉伸彈性模量(楊氏模量)、剪切彈性模量(剛性模量)、體積彈性模量等。
它是一個材料常數，表征材料抵抗彈性變形的能力，其數值大小反映該材料彈性變形的難易程度，也就是說其數值大小是反映材料抵抗形變的能力，因此是生產，科研中選用合適材料的一個重要依據，所以研究物質的楊氏模量在實際生活中具有重要價值。
本論文主要討論的是用拉伸法測定一種鋼絲的楊氏模量，是對試樣直接加力下的形變來測量試樣的楊氏模量的。
在實驗中 ，通過砝碼的增減來改變對試樣施加的拉力。
在增加和減去砝碼的過程中，砝碼數相同時對應的標尺讀數往往是不一致的 ，在盡量消除和減小各方面的影響后 ，仍存在有規律的偏差。
從原理上說，只要所加負載是一樣的 ，測得的微小變化值應該是一致的，但是測量的結果卻存在偏差。
本文就如何提高楊氏模量的測量精度，為什么會出現這種偏差進行了分析。
該實驗原理直觀、設備簡單 ，測量方法、儀器調整、數據處理等方面都具有代表性。
1.測量原理
1.1 楊氏模量原理。
實驗中，我們測出拉力F，鋼絲長L、直徑d和微小伸長量△L，即可代入式(11-2)求得楊氏模量E. 因為△L不易測量，所以測量楊氏模量的裝置都是圍繞如何測量微小伸長量而設計的。
本實驗利用光杠桿裝置去測量微小伸長量，拉力F用逐次增加砝碼的方式讀出，鋼絲長L用鋼卷尺測出，直徑d用螺旋測微計測出。
1.2 儀器裝置。
光杠桿法測量楊氏模量的儀器裝置由支架E，待測鋼絲L，固定平臺B，帶有平面發射鏡M的光杠桿，望遠鏡R和標尺S構成，如圖1所示。
鋼絲L的上端固定于支架上的A點，下端夾在圓柱體C下面的螺旋夾上。
圓柱體C隨著鋼絲的伸長或縮短可在固定平臺B中間的孔中上下自由移動。
在砝碼重力F的作用下，鋼絲伸長 L，圓柱體也隨之下降△L。
1.3 光杠桿原理。
光杠桿裝置的原理圖如圖11-4所示。
假設平面鏡的法線和望遠鏡的光軸在同一直線上，且望遠鏡光軸和刻度尺平面垂直，刻度尺上某一刻度發出的光線經平面鏡反射進入望遠鏡，可在望遠鏡中十字交叉絲處讀出該刻度的像，設為a0，若光杠桿后足下移△L，即平面鏡繞兩前足轉過角度θ 時，平面鏡法線也將轉過角度θ，根據反射定律，反射線轉過的角度應為2θ ，此時望遠鏡十字交叉絲應對準刻度尺上另一刻度的像，設為am。
因為 L很小，且 L≤b， 也很小，故有
△ Lb=tanθ=θ
因am - a0 ≤ D，故有
am-a0D=tan2θ≈2θ
聯立兩式，消去θ ，有
2△ Lb=am-a0D
令△ a =am - a0 ，則有
△ L=b△a2D(11-3)
式中b為光杠桿后足尖到前兩足尖連線之間垂直距離，用米尺測出，D為光杠桿平面鏡到刻度尺之間的垂直距離，用鋼卷尺測出，為加砝碼前后刻度尺在平面鏡中的像移動的距離，通過望遠鏡中十字交叉絲可以讀出。
這樣，楊氏模量的測量公式可以寫為
E=4FLπd2△ L=8mgLDπd2b△a (11-4)
式中，m為砝碼的質量，g為重力加速度。
1.4 實驗方法簡單敘述。
實驗時，我們首先記錄未加砝碼時望遠鏡中十字交叉絲對準刻度尺上一刻度的像a0 ，然后逐次增加0.3206kg砝碼，分別記錄各次交叉絲對準刻度尺上某刻度的像 ，a1 ， a2 ，… ， a7，砝碼加到2.2442kg時，再逐次減少0.3206kg砝碼，分別記錄各次十字交叉絲對準刻度尺上某刻度的像， …a′4，a′3，… ，a′0.求加砝碼相等時的各次記錄的平均值a0 ，a1 ，… ，再由逐差法求出m =4×0.320kg時△a的平均值△a △a=14∑30(ai+4-ai)
2.結果與分析
2.1 數據。
2.2 數據分析。
2.2.1 用逐差法計算△a的平均值△a。
將同一負荷下標尺讀數的平均值分為兩組a0，a1，a2，a3 和a4 ，a5，a6，a7，(a4-a0)，(a5-a1)，(a6-a2)，(a7-a3) 則平均值為
△a=14∑30(ai+4-ai)
=14[(a4-a0)+(a5-a1)+(a6-a2)+(a7-a3)]
式中：△a相當于每增加或減少4個法碼時，標尺讀數變化的平均值。
這種數據處理方法稱逐差法，其優點：根據誤差理論，被測量本身的大小與結果的準確度有關，在觀察條件不變時，各次標數ai 的誤差△ai 值變化不大，因而△a0-△a1a1-a0 約為△a0-△a4a4-a0 的4倍，故用逐差法可提高結果的準確度。
這樣做既充分利用了測量數據，又保持了多次測量的優點，減小了測量誤差。
2.2 楊氏模量的量子值。
數據代人場氏彈性模量計算公式
將上述數據代人E的不確定公式中得：
2.2.4 出現不確定度原因分析。
(1)加砝碼前，鋼絲沒有完全被拉直。
(2)鋼絲夾不能在圓孔中自由滑動。
(3)光杠桿放置不當，與平臺有摩擦。
(4)鋼絲夾不緊，導致增減砝碼時發生滑動。
(5)加減砝碼時用力過猛，使光杠桿移動。
(6)讀數時砝碼沒有完全靜止。
結束語：
光杠桿對微小伸長或微小轉角的反應很靈敏，測量也很精確，在精密儀器中常有應用，例如靈敏電流計﹑原子顯微鏡等儀器的主要組成部件之一就是極精細的光杠桿。
從測量結果可以看出，用光杠桿法測量和用逐差法處理數據，能使楊氏模量E的誤差值很小。
這套把光學實驗與力學實驗結合起來的實驗方法，在學習中有利于提高學生的綜合實驗能力，有利于培養學生的操作技能及分析問題的能力，激發他們的想象力和實驗興趣。
同時，由于楊氏模量是生產，科研中選用合適材料的一個重要依據，所以這套實驗方法在實際生活中也具有重要的應用價值。
參考文獻
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拉伸法測金屬鋼絲楊氏彈性模量優缺點【2】
摘 要：楊氏彈性模量是指固體材料沿縱向受力后其形狀改變情況，這在科研選材和工程中應用非常廣泛，因此很多高校大學物理實驗課都開設有測量固體材料的楊氏彈性模量實驗。
該文簡要介紹了拉伸法測金屬鋼絲楊氏彈性模量的原理，繼而對該實驗的優缺點進行了分析，以便更好地指導實驗，提高學生的郵幟芰Γ激發學生的探索精神，培養學生的創新意識。
關鍵詞：楊氏模量 拉伸法 光杠桿
楊氏彈性模量是用來描述固體材料縱向抵抗形變能力的參數。
常用的測量楊氏模量的方法一般有靜態拉伸法[1]、彎曲共振法[2]、壓入法[3]等。
文章就是利用靜態拉伸法來測量金屬鋼絲的楊氏彈性模量，文中詳細總結了實驗操作的優缺點，分析了誤差來源。
實驗操作時對實驗的優缺點了然于胸，對減小實驗誤差、簡化實驗操作和降低實驗調節難度也有很大幫助，同時也有助于鍛煉學生的動手能力，培養其嚴謹的科研精神。
1 測量原理
實驗時是在支架上將金屬鋼絲懸掛起來，金屬鋼絲上端用螺釘固定，在其下端添加砝碼，每個砝碼質量相同，通過增加砝碼的數量計算出對金屬鋼絲施加拉力F，同時測出相應砝碼數所對應的金屬鋼絲的伸長量，將各測量數據代入公式(2)即可求出E。
可是伸長量很小，直接測量很難準確測量出，故采用光杠桿放大法進行間接測量，原理如圖1。
增加砝碼時，金屬鋼絲伸長，同時光杠桿的后足下降，而兩前足保持不動，與初始狀態相比，相當于主桿轉過角度，那么平面鏡的法線也會隨之轉過角度。
設前后兩足間的距離為b，有數學知識：
2 實驗的優缺點
2.1 實驗的優點
楊氏彈性模量測量實驗相比其他實驗蘊涵著較多的物理理論和實驗操作方法，數據處理技巧，非常經典。
首先，實驗原理簡單且應用領域廣泛。
實驗原理涉及簡單的力學、光學知識。
光杠桿放大法是把難以直接測量準的微位移量轉換成能直觀測量的較大量，其原理淺顯易懂、設備結構簡單、系統相對穩定。
廣泛應用于材料形變物性研究和工程中[5]，在地質、生物力學等領域也有所應用。
其次，實驗測長方法多樣。
此實驗涉及4種不同的典型測長方法。
實驗中要用到螺旋測微計、游標卡尺、卷尺、鋼尺。
卷尺和鋼尺讀數需在最小刻度值后估讀一位;螺旋測微器和游標卡尺精度不同，讀數都不需要估讀，同一個實驗中集中4種常用的測長工具，實屬罕見。
最后，數據處理采用逐差法，對培養學生的實驗數據處理和誤差分析能力很有幫助;實驗操作過程中用到望遠鏡，比較具有趣味性，學生容易接受。
2.2 實驗的缺點
此實驗固然能很好地幫助學生積累科研經驗，提高操作技能和綜合素質。
但在操作過程中也有諸多不便，實驗儀器和數據處理環節都存在些誤差，總結如下。
實驗中的不便之處：
(1)望遠鏡難以調節，盡管有調節方法，但限于天氣、燈光光照角度、學生近視等因素對剛接觸該實驗的同學講來說，能在規定時間內從望遠鏡中看到標尺的像，實屬不易。
(2)實驗耗時久、重復性差且數據多，數據處理不易：由公式(5)可知，被測物理量較多，計算公式復雜，單位需多次換算，易出錯，一組同學往往需要計算多次，才能得到一致的結果。
實驗中的誤差來源：
(1)實驗條件苛刻。
大多數情況很難保證，實驗前，裝置需要滿足兩個條件：①標尺與光杠桿鏡面相平行且鉛直，而兩者間的距離不好直接測量，誤差較大，有時達2～3 cm;②光杠桿鏡面法線與望遠鏡光軸重合且水平，實驗中沒有儀器對其量化，僅靠目測，差異很大，因此這種標準狀態很難達到。
(2)實驗方法不夠完善。
公式(5)中，存在用數學近似θ≈θ和2θ≈2θ形成的方法誤差。
當θ很小時， 此誤差很小，隨θ 的增大，相對誤差則近似地以2θ3倍增大[6]。
(3)實驗過程欠科學。
此實驗中是在托盤上預加兩個砝碼以消除金屬絲的彎曲，隨著實驗設備的使用、實驗過程中金屬絲接入長度的不同，新舊、長度的不同有時不能夠完全消除金屬鋼絲的彎曲。
(4)天氣原因。
南方天氣多雨潮濕，空氣濕度大，且有梅雨季節，鋼絲生銹變形在所難免，受環境影響同一試驗臺不同組學生測出來的結果相差很大。
以上這些不方便操作的地方和存在的誤差都可能降低金屬鋼絲的楊氏彈性模量結果的可靠性，增大實驗結果的不確定度。
3 結語
任何一個實驗都不會是完美無缺的，教師只能根據實驗要求和現有的實驗條件最大限度地培養學生的實驗操作技能，提高處理數據分析誤差的能力，用理性的眼光看待實驗的優缺點，用發展的態度洞悉實驗的改革，盡可能地為學生提供最好的實訓平臺，助其掌握全面系統的實驗方法和豐富多樣的實驗技能，以期走出校門，更好地服務社會。
參考文獻
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用稱重法測量產后出血的臨床應用價值【3】
【摘要】目的:評價稱重法測量產后出血量的臨床應用價值。
方法:前瞻性選擇單胎頭位足月陰道分娩孕婦,隨機分成稱重組和目測組,每組100例，測量計算出血量，進行統計分析。
結果:精測組及目測組產后2小時總出血量分別為411.4±214.0ml及173.2±110.2ml,兩組在統計學上有顯著差異(p<0.01)。
精測組中70例行會陰側切術，產后2小時總出血量為449.1±219.1ml,其中會陰切開術出血量為123.1±90.3ml，占27.4%。
結論:稱重法測量是一種精確方便的測量產后出血量方法值得推廣。
【關鍵詞】稱重法;目測法;產后出血量
產后出血是產科最嚴重的并發癥之一，它不但嚴重損害產婦的健康,也是產婦死亡的主要原因之一。
精確計算產后出血量對采取正確的治療措施有重要意義，為評價稱重法在臨床中的運用價值，我院采用稱重法測量會陰切開至產后2小時各階段的出血量,并與目測法進行比較，現報告如下。
1 材料與方法
1.1 研究對象:2007年3月至10月在本院住院的單胎頭位足月妊娠患者,無妊娠合并癥及并發癥，經陰道自然分娩的產婦者前瞻性隨機分成精測組及目測組,每組100例,其中每組各含行會陰切開術者70例。
兩組孕婦的一般資料及分娩經過無統計學差異(p>0.05),見表1。
1.2 出血量計算方法
1.2.1 稱重法組:由專人采用稱重法測量出血量,再根據1987年全國產后出血防治協作組[1]制定的方法,將所得重量按血液比重1.05換算成毫升數。
具體方法如下:在會陰切開或軟產道裂傷發生后,立即用紗布壓迫方法止血,直至會陰傷口縫合完畢,將所有使用了的紗布稱重后減去紗布自重(3g/塊),所得重量為會陰切開或軟產道裂傷的出血量。
當胎兒娩出,羊水流盡后,在產婦臀下置一次性防水墊一塊(重35g)至胎盤娩出后稱重,增加的重量為第三產程出血量。
胎盤娩出后,在產婦臀下立即更換一次性防水墊一塊,至產后2小時,加上縫合會陰傷口時陰道內填塞的紗布卷一根(自重約15g)稱重,增加的重量為產后2小時子宮出血量。
以上三者之和為產后2小時總出血量。
1.2.3 目測組:在胎兒娩出羊水流盡后,將彎盤置于孕婦臀下收集血液至胎盤娩出,然后用量杯測量彎盤內的血量;污染敷料的血液用目測估計。
1.3 統計學分析：全部資料輸入計算機,用Microsoft-Excel的統計程序進行分析。
記量資料采用t檢測。
2 結果
2.1 兩組孕婦產后2小時總出血量的比較：精測組及目測組產后2小時總出血量分別為411.4±214.0ml及173.2±110.2ml,組間有統計學差異(P<0.05)。
精測組產后2小時總出血量>400ml者50例,占50%，目測組為4例,占364%。
兩組均無一例發生休克，無一例需要輸血。
2.2 精測組各階段出血量分析:見表2。
3 討論
產后出血在世界范圍仍是孕產婦死亡的主要原因之一。
我國教科書[2]將產后出血定義為胎兒娩出后24小時內出血量超過500ml者;其中產后2小時內出血量約占產后24小時出血量的80.46%,而第三產程出血量占67.27%,是產后出血的重要組成部分。
由于產后2小時內失血量較易收集,1987年全國產后出血防治協作組曾建議產后2小時內總失血量>400ml也可以作為產后出血的診斷標準之一。
產后出血量的報道各家不一,全國產后出血防治協作組的統計產后24小時出血量為398.6-238.0ml之間，而Williams產科學[3]中出血量為546-650ml，其結果不同與搜集出血量的方法不同有關。
本研究中精測組由專人精確測量會陰切開至產后2小時各階段出血量,并按血液比重1.05換算成毫升數,結果表明稱重法測量產后2小時總出血約為目測法的2.4倍。
產后2
小時總出血量為411.4±214.0ml,明顯高于莊依亮[4]報告的218.8±212.9ml及1987年全國產后出血防治組報告的2978±212.9ml。
莊依亮及全國產后出血防治組的測量方法為容積法,稱重法及面積法三者結合應用,而本研究應用一次性防水紙墊,并僅用稱重法加以換算,誤差較小。
由于目測法對失血量的估計明顯低于實際出血量,當發生產后出血時可能因低估出血量而延誤搶救時機。
本文建議對有產后出血高危傾向的孕產婦使用一次性防水紙墊并通過稱重法準確估計出血量[5],該方法簡便易行,基層醫院也同樣可以實施。
本研究第三產程出血量為170.0±129.1ml,占產后2小時總出血量的 41.3%。
第三產程出血在產后出血中的重要地位已被充分認識。
在稱重組中行會陰切開術70例患者，其會陰切開傷口出血量為123.1±90.3ml,占產后2小時總出血量的27.4%。
因此會陰切開傷口出血量[6]在產后出血中也占有重要比例,正確掌握會陰切開術的指征及作會陰切開的手術時機,選擇合適大小的會陰切口,以及切開后及時結扎明顯出血點,壓迫止血等，對減少產后出血的發生具有重大意義。
參考文獻
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