弹性模量的测量实验报告

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实验目的：通过实验了解弹性模量的测量方法，掌握弹性模量的计算和影响因素。

实验原理：弹性模量是材料的重要力学性质之一，表示材料在受外力作用下变形产生

的应力与应变关系的比值。常见的弹性模量有杨氏模量、剪切模量、体积弹性模量等。此

处介绍杨氏模量的测量方法。

实验仪器：材料拉伸试验机、游标卡尺、电子天平、直尺、计算器等。

实验物料：棉线、钢丝、铜线、铝线等不同材质的丝线。

实验过程：

    1. 

将不同材质的丝线分别装入拉伸试验机的样品夹具中，同时取出一段数量适当的

丝线，用游标卡尺测量其直径，记录数据。

    2. 

启动试验机，调整张力，开始拉伸，当丝线断裂时停止拉伸，并记录拉伸主体的

长度。

    3. 

根据拉伸主体长度的增长和直径的减小

（由于横截面积的减少）

计算应变

ε，根据

试验机上显示的应力值

F

计算应力

σ=F/A，其中

A

为丝线横截面积。

    4. 

根据应力与应变的比值，即弹性模量公式

E=σ/ε，计算杨氏弹性模量

E

。

    5. 

对于每种材质的丝线，进行重复实验，取平均值作为该材料的弹性模量。

实验结果：

丝线

直径

d

（

mm

）

长度

L

（

mm

）

应变

ε 弹性应力

σ（

Pa

）

杨氏弹性模量

E

（

Pa

）

棉线

0.56 217 0.087 27.45×10^6 

0.56 220 0.084 28.57×10^6 

0.55 225 0.086 27.91×10^6 

平均值：28.31×10^6 

钢丝

0.52 45 0.020 368.42×10^6 

0.54 48 0.021 423.63×10^6 

    0.

53 46 0.020 405.66×10^6