Зміст
Якщо ви думаєте про міцні матеріали, які підтримують міст або будівлю, ви можете не замислюватися про еластичність. Допомагаючи визначити еластичність матеріалів, модуль Юнга визначає напругу та напругу. Ця механічна особливість еластичності передбачає, як міцний матеріал деформується при певній силі. Оскільки між напругою і деформацією існує прямо пропорційна залежність, графік представляє співвідношення між напруженням розтягу і деформацією.
Розрахунки модулів Юнга відносяться до еластичності
Розрахунки за модулем Юнга залежать від прикладеної сили, типу матеріалу та площі матеріалу. Напруга середовища стосується відношення прикладеної сили відносно площі поперечного перерізу. Також штам враховує зміну довжини матеріалу стосовно його початкової довжини.
Спочатку ви вимірюєте початкову довжину речовини. За допомогою мікрометра ви визначаєте площу поперечного перерізу матеріалу. Потім за допомогою того ж мікрометра вимірюйте різні діаметри речовини. Далі використовуйте різні щілинні маси для визначення прикладеної сили.
Оскільки компоненти поширюються на різній довжині, використовуйте шкалу Верньє для визначення довжини. Нарешті, побудуйте міри різної довжини стосовно застосованих сил. Рівняння модуля Юнга - E = напруження при розтягуванні / деформація на розрив = (FL) / (A * зміна на L), де F - прикладена сила, L - початкова довжина, A - площа квадрата, а E - модуль Юнга в Паскалях (Па). Використовуючи графік, можна визначити, чи демонструє матеріал еластичність.
Релевантні програми для модуля Юнга
Випробування на розтяг допомагають визначити жорсткість матеріалів за допомогою обчислень модуля Юнга. Розглянемо гумку. Розтягуючи гумку, ви застосовуєте силу, щоб її подовжити. У якийсь момент гумова смуга вигинається, деформується або розривається.
Таким чином, випробування на розтяг оцінюють еластичність різних матеріалів. Цей тип ідентифікації в основному категоризує еластичну чи пластичну поведінку. Отже, матеріали еластичні, коли вони досить деформуються, щоб повернутися до початкового стану. Однак пластична поведінка матеріалу показує незворотну деформацію.
Якщо матеріали зазнають великої сили, виникає точка розриву граничної міцності. У різних матеріалах відображається більш високе або нижнє значення модуля Юнга. Завдяки експериментальним випробуванням на розтяг, такі матеріали, як нейлон, виявляють більш високий модуль Юнга на 48 MegaPascal (МПа), що вказує на відмінний матеріал для створення міцних елементів. Алюмід, наповнений склом нейлон та карбомід також демонструють високу модульну здатність Юнга в 70 МПа, що робить їх корисними для ще більш міцних компонентів. Сучасна медична технологія використовує ці матеріали та випробування на розтяг для розробки безпечних імплантатів.