Innhold
Når du tenker på solide materialer som holder en bro eller bygning, tenker du kanskje ikke på elastisitet. Youngs modul bestemmer belastningen og belastningen når han er med på å bestemme materialenes elastisitet. Dette mekaniske trekket ved elastisitet forutsier hvordan et solid materiale vil deformeres under en spesifikk kraft. Siden det er et direkte proporsjonalt forhold mellom belastning og belastning, representerer en graf forholdet mellom strekkspenning og belastning.
Youngs modulberegninger er relatert til elastisitet
Beregningene fra Youngs modul avhenger av den påførte kraften, materialtypen og materialets område. Mediets spenning gjelder forholdet mellom den påførte kraften i forhold til tverrsnittsarealet. Stammen vurderer også endringen i lengden på et materiale med hensyn til dets opprinnelige lengde.
Først måler du den første lengden på stoffet. Ved hjelp av et mikrometer identifiserer du tverrsnittsområdet til materialet. Så, med samme mikrometer, måle stoffets forskjellige diametre. Deretter bruker du forskjellige slissede masser for å bestemme den påførte kraften.
Når komponentene strekker seg i forskjellige lengder, bruk en Vernier-skala for å bestemme lengden. Til slutt, plott de forskjellige lengdemålene med hensyn til de påførte kreftene. Youngs modulligning er E = strekkspenning / strekkstamme = (FL) / (A * endring i L), der F er den påførte kraften, L er den første lengden, A er det kvadratiske området, og E er Youngs modul i Pascals (Pa). Ved hjelp av en graf kan du bestemme om et materiale viser elastisitet.
Relevante applikasjoner for Youngs modul
Strekkprøving hjelper til med å identifisere stivheten til materialer ved hjelp av Youngs modulberegninger. Vurder et gummibånd. Når du strekker et gummibånd, bruker du en kraft for å forlenge det. På et tidspunkt bøyer, deformeres eller brytes gummibåndet.
På denne måten evaluerer strekkprøving elastisiteten til forskjellige materialer. Denne typen identifikasjon kategoriserer hovedsakelig en elastisk eller plastisk oppførsel. Derfor er materialene elastiske når de deformeres nok til å gå tilbake til den opprinnelige tilstanden. Imidlertid viser en plastisk oppførsel av et materiale en ikke-reversibel deformasjon.
Hvis materialer opplever en omfattende mengde kraft, oppstår et endelig styrkebruddspunkt. Ulike materialer viser en høyere eller lavere Youngs modulverdi. Med eksperimentell strekkprøving avslører materialer som nylon en høyere Youngs modul ved 48 MegaPascal (MPa), noe som indikerer et utmerket materiale for å skape sterke elementer. Alumid, glassfylt nylon og karbonmid demonstrerer også en høy Youngs modulverdi på 70 MPa, noe som gjør dem nyttige for enda mer robuste komponenter. Moderne medisinsk teknologi bruker disse materialene og strekkprøving for å utvikle sikre implantater.