[实用新型]弹性模量测量装置

说明书

本实用新型提供的一种弹性模量测量装置，装置包括：机架；夹持机构，夹持机构设置于机架上，夹持机构用于夹持待测金属丝；加力手轮，加力手轮与夹持机构相连，且加力手轮能转动地设置于机架上；以能在相对于机架转动时对待测金属丝施加作用力；测量仪，测量仪用于与待测金属丝相连，以能测量待测金属丝的电阻；夹持机构包括相对设置的第一夹持件和第二夹持件，第一夹持件与加力手轮相连，第二夹持件与机架相固定，第一夹持件用于夹持待测金属丝的一端；第二夹持件用于夹持待测金属丝的另一端；本申请实施方式提供了一种能提高准确性的弹性模量测量装置。

技术领域

本实用新型涉及材料力学领域，尤其涉及一种弹性模量测量装置。

背景技术

材料在外力作用下都会产生形变。根据胡克定律，在拉力F不太大的情况下，物体的形变是弹性形变。衡量物体抵抗弹性变形能力大小的尺度就是弹性模量。弹性模量是表征材料力学性能的重要参数，通常作为工程技术领域选择材料的一项重要指标。

根据胡克定律：在弹性限度内，伸长应变△l/l与外应力F/S成正比。即

式中，E为弹性模量；F为金属丝长度方向受到的外力；单位为N；S为金属丝的横截面积，单位为m²；l为金属丝被测段的长度，单位为m；△l为金属丝长度方向受到外力后的伸长量，单位为m。F、l、S都易于精确测量，而△l非常微小，不易测量。因此，现有技术中公开了一种通过测量金属丝伸长前后的电阻值变化来代替测量△l的弹性模量测量方法。具体地，该弹性模量测量方法，根据公式式中，ρ为电阻率；并假设在金属丝受力时ρ电阻率与S横截面积均不变；得到将代入得到从而只要测量出△R就能求得E。由于该公式推导的过程中，假设在金属丝受力时ρ电阻率与S横截面积均不变，而实际上在金属丝受力时ρ电阻率与S横截面积均变化，因此测量的结果与实际的弹性模量之间会产生偏差。且由于ρ电阻率与S横截面积对于金属丝的电阻值的影响相同，所以两个假设相对真实情况产生同向偏差。具体地，ρ电阻率在金属丝受力时变大，从而导致金属丝在受力时的电阻的真实值大于假设条件下的电阻值。由于假设的横截面积不变，也即相当于假设泊松比为0。但是真实的泊松比为0.3左右，因此金属丝受力时，横截面积会收缩，如此导致金属丝真实的电阻值大于假设条件下的电阻值。因此通过假设金属丝受力时ρ电阻率与S横截面积均不变所得出的计算公式与金属丝的实际变形情况相差较大。

因此，有必要提出一种弹性模量测量装置，以克服上述缺陷。

实用新型内容

有鉴于此，本申请实施方式提供了一种能提高准确性的弹性模量测量装置。

本实用新型的上述目的可采用下列技术方案来实现：一种弹性模量测量装置，包括：机架；夹持机构，所述夹持机构设置于所述机架上，所述夹持机构用于夹持待测金属丝；加力手轮，所述加力手轮与所述夹持机构相连，且所述加力手轮能转动地设置于所述机架上；以能在相对于所述机架转动时对所述待测金属丝施加作用力；测量仪，所述测量仪用于与所述待测金属丝相连，以能测量所述待测金属丝的电阻。

作为一种优选的实施方式，所述夹持机构包括相对设置的第一夹持件和第二夹持件，所述第一夹持件与所述加力手轮相连，所述第二夹持件与所述机架相固定，所述第一夹持件用于夹持所述待测金属丝的一端；所述第二夹持件用于夹持所述待测金属丝的另一端。

作为一种优选的实施方式，所述机架上设置有定向装置，所述加力手轮通过所述定向装置与所述夹持机构相连；所述定向装置用于限制所述夹持机构在所述加力手轮转动时转动，以防止所述待测金属丝发生扭转变形。

作为一种优选的实施方式，所述定向装置包括通过球铰链与所述加力手轮相连的定向杆；所述定向杆的延伸方向与所述加力手轮的转动轴线之间形成不为0°或者180°的夹角；且所述定向杆与所述机架相抵，以避免所述待测金属丝随所述加力手轮转动而转动。

作为一种优选的实施方式，所述定向杆的延伸方向与所述加力手轮的转动轴线相垂直。