När du tänker på robusta material som håller en bro eller byggnad kanske du inte tänker på elasticitet. Genom att hjälpa till att bestämma materialets elasticitet bestämmer Youngs modul spänningen och belastningen. Denna mekaniska egenskap hos elasticitet förutsäger hur ett robust material kommer att deformeras under en specifik kraft. Eftersom det finns ett direkt proportionellt förhållande mellan spänning och spänning representerar en graf förhållandet mellan dragspänning och spänning.
Youngs modulberäkningar avser elasticitet
Beräkningarna från Youngs modul beror på den applicerade kraften, typ av material och materialets yta. Mediets spänning hänför sig till förhållandet mellan den applicerade kraften i förhållande till tvärsnittsarean. Stammen tar också hänsyn till längden på ett material med avseende på dess ursprungliga längd.
Först mäter du ämnets ursprungliga längd. Med hjälp av en mikrometer identifierar du materialets tvärsnittsarea. Mät sedan ämnets olika diametrar med samma mikrometer. Använd sedan olika slitsade massor för att bestämma den applicerade kraften.
Eftersom komponenterna sträcker sig i olika längder, använd en Vernier-skala för att bestämma längden. Slutligen plottar de olika längdmåtten med avseende på de krafter som appliceras. Youngs modulekvation är E = dragspänning / dragspänning = (FL) / (A * förändring i L), där F är den applicerade kraften, L är den ursprungliga längden, A är kvadratområdet och E är Youngs modul i Pascal (Pa). Med hjälp av ett diagram kan du avgöra om ett material visar elasticitet.
Relevanta applikationer för Youngs modul
Dragprovning hjälper till att identifiera styvheten hos material med hjälp av Youngs modulberäkningar. Tänk på ett gummiband. När du sträcker ett gummiband applicerar du en kraft för att förlänga det. Vid något tillfälle böjer gummiband, deformeras eller går sönder.
På detta sätt utvärderar dragprovning olika materialers elasticitet. Denna typ av identifiering kategoriserar huvudsakligen ett elastiskt eller plastiskt beteende. Följaktligen är materialen elastiska när de deformeras tillräckligt för att gå tillbaka till det ursprungliga tillståndet. Ett plastiskt beteende hos ett material visar emellertid en icke-reversibel deformation.
Om material upplever en omfattande mängd kraft uppstår en slutlig styrka brottpunkt. Olika material visar ett högre eller lägre Youngs modulvärde. Med experimentell dragprovning avslöjar material som nylon en högre Young-modul vid 48 MegaPascal (MPa) vilket indikerar ett utmärkt material för att skapa starka element. Alumid, glasfylld nylon och koldioxid uppvisar också ett högt Youngs modulvärde på 70 MPa vilket gör dem användbara för ännu mer robusta komponenter. Modern medicinsk teknik använder dessa material och dragprovning för att utveckla säkra implantat.
