Domājot par izturīgiem materiāliem, kas uztur tiltu vai ēku, jūs, iespējams, nedomājat par elastību. Palīdzot noteikt materiālu elastību, Young modulis nosaka spriedzi un spriedzi. Šī elastības mehāniskā iezīme paredz, kā izturīgs materiāls deformēsies ar noteiktu spēku. Tā kā starp spriegumu un spriedzi pastāv tieši proporcionāla attiecība, grafiks parāda attiecību starp stiepes spriegumu un spriedzi.
Young's Modulus aprēķini attiecas uz elastību
Aprēķini no Janga moduļa ir atkarīgi no pielietotā spēka, materiāla veida un materiāla laukuma. Barotnes spriegums attiecas uz pieliktā spēka attiecību pret šķērsgriezuma laukumu. Arī celms ņem vērā materiāla garuma izmaiņas attiecībā pret tā sākotnējo garumu.
Pirmkārt, jūs izmēra sākotnējo vielas garumu. Izmantojot mikrometru, jūs identificējat materiāla šķērsgriezuma laukumu. Pēc tam ar to pašu mikrometru mēra dažādos vielas diametrus. Pēc tam izmantojiet dažādas spraugas, lai noteiktu pielietoto spēku.
Tā kā komponenti stiepjas dažādos garumos, izmantojiet Vernier skalu, lai noteiktu garumu. Visbeidzot, uzzīmējiet dažādos garuma mērus attiecībā uz pielietotajiem spēkiem. Young moduļa vienādojums ir E = stiepes spriegums / stiepes deformācija = (FL) / (A * izmaiņas L), kur F ir pielietotais spēks, L ir sākotnējais garums, A ir kvadrātveida laukums un E ir Young modulis paskalos (Pa). Izmantojot grafiku, jūs varat noteikt, vai materiāls parāda elastību.
Attiecīgās programmas Young’s Modulus
Stiepes pārbaude palīdz noteikt materiālu stingrību, izmantojot Young’s moduļa aprēķinus. Apsveriet gumijas joslu. Izstiepjot gumijas joslu, jūs pieliekat spēku, lai to pagarinātu. Kādā brīdī gumijas lente liecas, deformējas vai saplīst.
Tādā veidā stiepes pārbaude novērtē dažādu materiālu elastību. Šis identifikācijas veids galvenokārt kategorizē elastīgu vai plastisku uzvedību. Tādējādi materiāli ir elastīgi, kad tie deformējas pietiekami, lai atgrieztos sākotnējā stāvoklī. Tomēr materiāla plastiskā izturēšanās parāda neatgriezenisku deformāciju.
Ja materiāli piedzīvo lielu spēku, rodas galīgais stiprības pārrāvuma punkts. Dažādiem materiāliem ir augstāka vai zemāka Young moduļa vērtība. Veicot eksperimentālu stiepes pārbaudi, tādi materiāli kā neilons atklāj augstāku Young moduli pie 48 MegaPascal (MPa), kas norāda uz izcilu materiālu spēcīgu elementu radīšanai. Alumīds, ar stiklu pildīts neilons un oglekļa oksīds arī parāda augstu Young moduļa vērtību 70 MPa, padarot tos noderīgus vēl izturīgākiem komponentiem. Mūsdienu medicīnas tehnoloģija izmanto šos materiālus un stiepes testus, lai izstrādātu drošus implantus.