Коли ви думаєте про міцні матеріали, які підтримують міст або будівлю, ви можете не думати про еластичність. Допомагаючи визначити еластичність матеріалів, модуль Янга визначає напруження та деформацію. Ця механічна особливість еластичності передбачає, як міцний матеріал буде деформуватися під певною силою. Оскільки існує прямо пропорційна залежність між напругою та деформацією, графік представляє відношення між напругою розтягування та деформацією.
Розрахунки модуля Янга відносяться до еластичності
Розрахунки за модулем Янга залежать від прикладеної сили, типу матеріалу та площі матеріалу. Напруга середовища пов'язана із відношенням прикладеної сили відносно площі перерізу. Крім того, штам враховує зміну довжини матеріалу щодо його початкової довжини.
Спочатку ви вимірюєте початкову довжину речовини. За допомогою мікрометра ви визначаєте площу поперечного перерізу матеріалу. Потім одним і тим же мікрометром виміряйте різні діаметри речовини. Далі використовуйте різні щілинні маси для визначення прикладеної сили.
Оскільки компоненти розтягуються з різною довжиною, використовуйте шкалу Верньє для визначення довжини. Нарешті, побудуйте різні міри довжини щодо прикладених сил. Рівняння модуля Юнга: E = напруга при розтягуванні / деформація при розтягуванні = (FL) / (A * зміна в L), де F - прикладена сила, L - початкова довжина, A - квадратна площа, а E - модуль Янга в Паскалях (Па). За допомогою графіка можна визначити, чи демонструє матеріал еластичність.
Відповідні заявки на модуль Янга
Випробування на розтяг допомагає визначити жорсткість матеріалів за допомогою розрахунків модуля Янга. Розглянемо гумку. Розтягуючи гумку, ви застосовуєте силу, щоб її подовжити. У якийсь момент гумка згинається, деформується або ламається.
Таким чином, випробування на розтяг оцінює еластичність різних матеріалів. Цей тип ідентифікації в основному класифікує еластичну або пластичну поведінку. Отже, матеріали еластичні, коли вони деформуються настільки, щоб повернутися до початкового стану. Однак пластична поведінка матеріалу демонструє незворотну деформацію.
Якщо матеріали відчувають велику силу, виникає гранична точка розриву міцності. Різні матеріали демонструють вищу чи нижчу величину модуля Янга. При експериментальних випробуваннях на розтяг такі матеріали, як нейлон, виявляють вищий модуль Янга при 48 Мегапаскалях (МПа), що вказує на чудовий матеріал для створення міцних елементів. Алюмід, заповнений склом нейлон і вуглевод також демонструють високе значення модуля Янга в 70 МПа, що робить їх корисними для ще більш міцних компонентів. Сучасна медична технологія використовує ці матеріали та випробування на розтяг для розробки безпечних імплантатів.