Tartalom
Ha olyan szilárd anyagokra gondol, amelyek hidat vagy épületet tartanak fenn, akkor nem gondolhat a rugalmasságra. Az anyagok rugalmasságának meghatározásában a Young modulus határozza meg a feszültséget és a feszültséget. A rugalmasság ezen mechanikai tulajdonsága megjósolja, hogy egy erős anyag hogyan deformálódik egy meghatározott erő hatására. Mivel a feszültség és a feszültség között egyenesen arányos kapcsolat van, egy grafikon képviseli a szakító feszültség és a feszültség arányát.
A Young modulusszámításai a rugalmassághoz kapcsolódnak
A Young modulusából származó számítások az alkalmazott erőtől, az anyag típusától és az anyag területétől függnek. A közeg feszültsége az alkalmazott erő arányának függvénye a keresztmetszeti területhez viszonyítva. Ezenkívül a törzs figyelembe veszi az anyag hosszának az eredeti hosszához viszonyított változását.
Először megmérjük az anyag kezdeti hosszát. Egy mikrométer segítségével meg lehet határozni az anyag keresztmetszetét. Ezután ugyanazon mikrométerrel mérje meg az anyag különböző átmérőjét. Ezután különféle hasított tömegeket használjon az alkalmazott erő meghatározására.
Mivel az alkatrészek eltérő hosszúságúak, Vernier skálával határozza meg a hosszúságot. Végül rajzolja meg a különböző hosszúságmérőket az alkalmazott erők vonatkozásában. Young modulus egyenlete E = szakító feszültség / húzó feszültség = (FL) / (A * változás L-ben), ahol F az alkalmazott erő, L a kezdeti hosszúság, A a négyzetfelület és E a Young modulus paskalokban (Pa). Grafikon segítségével meghatározhatja, hogy az anyag rugalmasságot mutat-e.
Releváns alkalmazások a Young's Modulus-hoz
A szakítópróba segít az anyagok merevségének meghatározásában Young modulus számításaival. Vegyünk egy gumiszalagot. Amint egy gumiszalagot nyújtunk, erőt alkalmazunk annak meghosszabbítására. Egy bizonyos ponton a gumiszalag meghajlik, deformálódik vagy eltörik.
Ilyen módon a szakítóvizsgálat kiértékeli a különféle anyagok rugalmasságát. Az ilyen típusú azonosítás elsősorban a rugalmas vagy plasztikus viselkedést kategorizálja. Ezért az anyagok rugalmasak, ha annyira deformálódnak, hogy visszatérjenek a kiindulási állapotba. Az anyag plasztikus viselkedése azonban visszafordíthatatlan alakváltozást mutat.
Ha az anyagok nagy mennyiségű erőt érnek el, akkor a végső szilárdsági szakadási pont fordul elő. A különböző anyagok magasabb vagy alacsonyabb Young modulusértéket mutatnak. Kísérleti szakítóvizsgálattal olyan anyagok, mint a nejlon, megmutatják a magasabb Young-modulust 48 MegaPascal-nál (MPa), jelezve, hogy kiváló anyag az erős elemek létrehozásához. Az alumínium, az üveggel töltött nylon és a szén-monoxid szintén magas Young-modulus-értéket mutat, 70 MPa-t, így még keményebb alkatrészekhez is felhasználhatók. A modern orvosi technológia ezeket az anyagokat és a szakító teszteket használja a biztonságos implantátumok kifejlesztésére.