วิธีการคำนวณโมดูลัสของเด็ก

เมื่อคุณนึกถึงวัสดุที่ทนทานซึ่งรองรับสะพานหรืออาคาร คุณอาจไม่ได้นึกถึงความยืดหยุ่น ในการช่วยในการกำหนดความยืดหยุ่นของวัสดุ โมดูลัสของ Young จะกำหนดความเค้นและความเครียด คุณสมบัติทางกลของความยืดหยุ่นนี้คาดการณ์ว่าวัสดุที่ทนทานจะบิดเบี้ยวอย่างไรภายใต้แรงจำเพาะ เนื่องจากมีความสัมพันธ์ตามสัดส่วนโดยตรงระหว่างความเค้นและความเครียด กราฟจึงแสดงอัตราส่วนระหว่างความเค้นแรงดึงและความเครียด

การคำนวณจากโมดูลัสของ Young ขึ้นอยู่กับแรงที่ใช้ ประเภทของวัสดุ และพื้นที่ของวัสดุ ความเค้นของตัวกลางสัมพันธ์กับอัตราส่วนของแรงที่กระทำต่อพื้นที่หน้าตัด นอกจากนี้ ความเครียดยังพิจารณาการเปลี่ยนแปลงในความยาวของวัสดุตามความยาวเดิม

ขั้นแรก คุณวัดความยาวเริ่มต้นของสาร คุณสามารถใช้ไมโครมิเตอร์ระบุพื้นที่หน้าตัดของวัสดุได้ จากนั้นวัดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางต่างๆ ของสารด้วยไมโครมิเตอร์เดียวกัน ต่อไป ใช้มวลแบบ slotted ต่างๆ เพื่อกำหนดแรงที่ใช้

เมื่อส่วนประกอบขยายออกไปตามความยาวต่างๆ ให้ใช้มาตราส่วนเวอร์เนียเพื่อกำหนดความยาว สุดท้าย วางแผนการวัดความยาวต่างๆ ตามแรงที่ใช้ สมการโมดูลัสของยังคือ E = ความเค้นแรงดึง/ความเครียดแรงดึง = (FL) / (A * การเปลี่ยนแปลงใน L) โดยที่ F คือ แรงที่ใช้ L คือความยาวเริ่มต้น A คือพื้นที่สี่เหลี่ยมจัตุรัส E คือโมดูลัสของ Young ใน Pascals (ป๊า). เมื่อใช้กราฟ คุณจะระบุได้ว่าวัสดุแสดงความยืดหยุ่นหรือไม่

การทดสอบแรงดึงช่วยในการระบุความแข็งของวัสดุโดยใช้การคำนวณโมดูลัสของ Young พิจารณาหนังยาง. ในขณะที่คุณยืดหนังยาง คุณต้องออกแรงเพื่อยืดมันออก เมื่อถึงจุดหนึ่ง แถบยางจะโค้งงอ บิดเบี้ยว หรือแตกหัก

ด้วยวิธีนี้ การทดสอบแรงดึงจะประเมินความยืดหยุ่นของวัสดุต่างๆ การระบุประเภทนี้ส่วนใหญ่จัดประเภทพฤติกรรมยืดหยุ่นหรือพลาสติก ดังนั้น วัสดุจะยืดหยุ่นได้เมื่อเปลี่ยนรูปมากพอที่จะกลับสู่สถานะเริ่มต้น อย่างไรก็ตาม พฤติกรรมพลาสติกของวัสดุแสดงให้เห็นการเสียรูปที่ไม่สามารถย้อนกลับได้

หากวัสดุมีแรงมาก จะเกิดจุดแตกหักของความแข็งแรงสูงสุด วัสดุที่แตกต่างกันแสดงค่าโมดูลัสของ Young ที่สูงขึ้นหรือต่ำลง ด้วยการทดสอบแรงดึง วัสดุอย่างไนลอนเผยให้เห็นโมดูลัสของ Young ที่สูงกว่าที่ 48 MegaPascal (MPa) ซึ่งบ่งชี้ถึงวัสดุที่ยอดเยี่ยมสำหรับการสร้างองค์ประกอบที่แข็งแรง อะลูมิเนียม ไนลอนที่เติมด้วยแก้ว และคาร์บอนไมด์ยังแสดงให้เห็นถึงค่าโมดูลัสของ Young ที่ 70 MPa ทำให้มีประโยชน์สำหรับส่วนประกอบที่ทนทานยิ่งขึ้นไปอีก เทคโนโลยีทางการแพทย์สมัยใหม่ใช้วัสดุเหล่านี้และการทดสอบแรงดึงเพื่อพัฒนารากฟันเทียมที่ปลอดภัย