Innehåll
- Youngs beräkningar av modul är relaterade till elasticitet
- Relevanta applikationer för Young's Modulus
När du tänker på robusta material som håller en bro eller byggnad kanske du inte tänker på elasticitet. Young hjälper till att bestämma materialens elasticitet och bestämmer stressen och belastningen. Detta mekaniska drag av 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 beräkningar av modul är relaterade till elasticitet
Beräkningarna från Youngs modul beror på den applicerade kraften, typen av material och materialets area. Mediets spänning avser förhållandet mellan den applicerade kraften med avseende på tvärsnittsarean. Stammen tar också hänsyn till ändringen i längd hos ett material med avseende på dess ursprungliga längd.
Först mäter du ämnets initiala längd. Med hjälp av en mikrometer identifierar du materialets tvärsnittsarea. Mät sedan ämnets olika diametrar med samma mikrometer. Använd därefter olika slitsade massor för att bestämma den applicerade kraften.
När 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 används. Youngs modulekvation är E = dragspänning / dragspänning = (FL) / (A * förändring i L), där F är den applicerade kraften, L är den initiala längden, A är kvadratområdet och E är Youngs modul i Pascals (Pa). Med hjälp av en graf kan du bestämma om ett material visar elasticitet.
Relevanta applikationer för Young's Modulus
Dragprovning hjälper till att identifiera styvheten hos material med Youngs modulberäkningar. Tänk på ett gummiband. När du sträcker ett gummiband applicerar du en kraft för att förlänga det. Vid någon tidpunkt böjs, deformeras eller bryts gummibandet.
På detta sätt utvärderar dragprovning elasticiteten hos olika material. Denna typ av identifiering kategoriserar främst ett elastiskt eller plastiskt beteende. Följaktligen är materialen elastiska när de deformeras tillräckligt för att gå tillbaka till det ursprungliga tillståndet. Emellertid visar ett plastiskt beteende hos ett material en icke-reversibel deformation.
Om material upplever en omfattande mängd kraft, uppstår en ultimat brottpunktsstyrka. Olika material visar ett högre eller lägre Youngs modulvärde. Med experimentell dragprovning avslöjar material som nylon en högre Youngs modul vid 48 MegaPascal (MPa) vilket indikerar ett utmärkt material för att skapa starka element. Alumid, glasfylld nylon och kolmid visar 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.