Mõeldes tugevatele materjalidele, mis toetavad silda või ehitist, ei pruugi te mõelda elastsusele. Materjalide elastsuse määramisel määrab Young’i moodul pinge ja pinge. See elastsuse mehaaniline omadus ennustab, kuidas vastupidav materjal konkreetse jõu mõjul deformeerub. Kuna pinge ja venituse vahel on otseselt proportsionaalne seos, siis graafikul on kujutatud tõmbepinge ja pinge suhe.
Youngi mooduliarvutused on seotud elastsusega
Young'i mooduli arvutused sõltuvad rakendatud jõust, materjali tüübist ja materjali pindalast. Keskkonna pinge on seotud rakendatud jõu suhtega ristlõike pindalaga. Samuti võtab tüvi arvesse materjali pikkuse muutust selle algse pikkuse suhtes.
Kõigepealt mõõdate aine esialgse pikkuse. Mikromeetri abil saate kindlaks materjali ristlõikepinna. Seejärel mõõdetakse sama mikromeetriga aine erinevad läbimõõdud. Järgmisena kasutage rakendatud jõu määramiseks mitmesuguseid pilumassid.
Kuna komponendid ulatuvad erineva pikkusega, kasutage pikkuse määramiseks Vernieri skaalat. Lõpuks koostage rakendatud jõudude suhtes erinevad pikkusmõõdud. Youngi mooduli võrrand on E = tõmbepinge / tõmbetüve = (FL) / (A * muutus L-s), kus F on rakendatud jõud, L on algpikkus, A on ruudukujuline pind ja E on Young'i moodul paskalites (Pa). Graafiku abil saate kindlaks teha, kas materjal näitab elastsust.
Asjakohased rakendused Youngi moodulile
Tõmbetestimine aitab materjalide jäikust tuvastada, kasutades Young’i mooduli arvutusi. Mõelge kummipaelale. Kummiriba venitades rakendate jõudu selle pikendamiseks. Mingil hetkel kummipael paindub, deformeerub või puruneb.
Sel viisil hinnatakse tõmbetesti abil erinevate materjalide elastsust. Seda tüüpi identifitseerimine liigitab peamiselt elastse või plastilise käitumise. Seega on materjalid elastsed, kui nad deformeeruvad piisavalt, et minna tagasi algsesse olekusse. Kuid materjali plastiline käitumine näitab pöördumatut deformatsiooni.
Kui materjalidel on suur jõud, tekib tugevuse lõplik purunemispunkt. Erinevatel materjalidel on Youngi mooduliväärtus suurem või väiksem. Eksperimentaalse tõmbetestimisega näitavad materjalid nagu nailon kõrgemat Youngi moodulit 48 MegaPascal (MPa) juures, mis näitab suurepärast materjali tugevate elementide loomiseks. Alumiinium, klaasiga täidetud nailon ja süsinikdiid näitavad ka Youngi suurt mooduliväärtust 70 MPa, mistõttu on need kasulikud veelgi tugevamate komponentide jaoks. Kaasaegne meditsiinitehnoloogia kasutab neid materjale ja tõmbetesti ohutute implantaatide väljatöötamiseks.