כיצד לחשב את המודולוס של יאנג

כאשר אתה חושב על חומרים חסונים המקיימים גשר או בניין, ייתכן שלא תחשוב על גמישות. בעזרתו לקבוע את גמישות החומרים, המודול של יאנג קובע את המתח והמתח. מאפיין מכני זה של אלסטיות מנבא כיצד חומר יציב יתעוות תחת כוח ספציפי. מכיוון שקיים קשר פרופורציונלי ישיר בין לחץ למתח, גרף מייצג את היחס בין לחץ מתיחה למתח.

החישובים מהמודול של יאנג תלויים בכוח המופעל, בסוג החומר ובאזור החומר. הלחץ של המדיום מתייחס ליחס הכוח המופעל ביחס לאזור החתך. כמו כן, הזן מתחשב בשינוי אורכו של חומר ביחס לאורכו המקורי.

ראשית, אתה מודד את אורכו הראשוני של החומר. בעזרת מיקרומטר אתה מזהה את שטח החתך של החומר. ואז, באותו מיקרומטר, מודדים את הקוטרים השונים של החומר. לאחר מכן, השתמש במסות מחוררות שונות כדי לקבוע את הכוח המופעל.

כאשר הרכיבים מתארכים באורכים שונים, השתמש בסולם ורניה כדי לקבוע את האורך. לבסוף, התווה את מדדי האורך השונים ביחס לכוחות המופעלים. משוואת המודולוס של יאנג היא E = מתח מתיחה / מתיחה מתיחה = (FL) / (A * שינוי ב- L), כאשר F הוא הכוח המופעל, L הוא האורך הראשוני, A הוא השטח המרובע, ו- E הוא המודול של יאנג בפסקל (אבא). באמצעות גרף תוכלו לקבוע אם חומר מראה גמישות.

בדיקת מתיחה מסייעת בזיהוי נוקשות החומרים באמצעות חישובי המודולוס של יאנג. שקול רצועת גומי. כשאתה מותח רצועת גומי, אתה מפעיל כוח להאריך אותה. בשלב מסוים, הגומייה מתכופפת, מתעוותת או נשברת.

באופן זה, בדיקת מתיחה מעריכה את האלסטיות של חומרים שונים. סוג זיהוי זה מסווג בעיקר התנהגות אלסטית או פלסטית. לפיכך, החומרים אלסטיים כאשר הם מעוותים מספיק כדי לחזור למצב ההתחלתי. עם זאת, התנהגות פלסטית של חומר מראה עיוות בלתי הפיך.

אם חומרים חווים כמות עצומה של כוח, מתרחשת נקודת קרע חוזק אולטימטיבית. חומרים שונים מציגים ערך מודולוס של יאנג גבוה או נמוך יותר. עם בדיקות מתיחה ניסיוניות, חומרים כמו ניילון חושפים מודולוס של יאנג גבוה יותר ב- 48 MegaPascal (MPa) המציין חומר מצוין ליצירת אלמנטים חזקים. אלומיד, ניילון מלא בזכוכית ופחמן הם גם מדגימים ערך מודולוס של יאנג גבוה של 70 מגה פיקסל, מה שהופך אותם לשימושיים לרכיבים חזקים עוד יותר. הטכנולוגיה הרפואית המודרנית משתמשת בחומרים אלה ובבדיקות מתיחה לפיתוח שתלים בטוחים.