Sisu
Kui mõtlete silla või ehitise vastupidavatele materjalidele, ei pruugi te mõelda elastsusele. Materjalide elastsuse määramisel aitab Youngi moodul kindlaks pinge ja deformatsiooni. See elastsuse mehaaniline omadus ennustab, kuidas vastupidav materjal konkreetse jõu mõjul deformeerub. Kuna pinge ja deformatsiooni vahel on otseselt proportsionaalne seos, tähistab graaf tõmbepinge ja deformatsiooni suhet.
Youngi mooduliarvestused on seotud elastsusega
Youngi moodulist lähtuvad arvutused sõltuvad rakendatavast jõust, materjali tüübist ja materjali pindalast. Keskkonna pinge on seotud rakendatud jõu suhtega ristlõikepindala suhtes. Samuti arvestab tüvi materjali pikkuse muutust selle algse pikkuse suhtes.
Esiteks mõõdate aine algpikkuse. Mikromeetri abil saate kindlaks teha materjali ristlõikepindala. Seejärel mõõtke sama mikromeetriga aine erinevad läbimõõdud. Järgmisena kasutage rakendatud jõu määramiseks mitmesuguseid pilu masse.
Kuna komponendid ulatuvad erineva pikkusega, kasutage pikkuse määramiseks Vernieri skaalat. Lõpuks joonistage erinevate pikkuste mõõtmed rakendatud jõudude suhtes. Youngi moodulvõrrand on E = tõmbepinge / tõmbepinge = (FL) / (A * muutus L-s), kus F on rakendatud jõud, L on algpikkus, A on ruutpind ja E on Youngi moodul Pascalides (Pa). Graafikut kasutades saate kindlaks teha, kas materjal näitab elastsust.
Noorte mooduli asjakohased rakendused
Tõmbekatsed aitavad kindlaks teha materjalide jäikust, kasutades Youngi moodulite arvutusi. Mõelge kummiribale. Kummiriba venitades rakendate selle pikendamiseks jõudu. Mingil hetkel kummipael paindub, deformeerub või puruneb.
Sel viisil hinnatakse tõmbetestidega erinevate materjalide elastsust. Seda tüüpi identifitseerimine liigitab peamiselt elastset või plastilist käitumist. Seega on materjalid elastsed, kui nad deformeeruvad piisavalt, et naasta algseisundisse. Materjali plastiline käitumine näitab siiski pöördumatut deformatsiooni.
Kui materjalid kogevad suurt hulka jõudu, ilmneb lõplik tugevuse purunemispunkt. Erinevatel materjalidel on kõrgem või madalam Youngi moodulväärtus. Eksperimentaalse tõmbetestiga näitavad sellised materjalid nagu nailon kõrgemat Youngi moodulit 48 MegaPascal (MPa) juures, mis näitab suurepärast materjali tugevate elementide loomiseks. Alumiidiumil, klaasiga täidetud nailonil ja süsinikamiidil on ka kõrge Youngi moodulväärtus - 70 MPa, mis muudab need veelgi tugevamate komponentide jaoks kasulikuks. Kaasaegne meditsiinitehnoloogia kasutab neid materjale ja tõmbeteste ohutute implantaatide väljatöötamiseks.