Inhoud
- Young's modulusberekeningen hebben betrekking op elasticiteit
- Relevante applicaties voor de modulus van Young
Als u denkt aan stevige materialen die een brug of gebouw ondersteunen, denkt u misschien niet aan elasticiteit. Door de elasticiteit van materialen te helpen bepalen, bepaalt de modulus van Young de spanning en rek. Deze mechanische eigenschap van elasticiteit voorspelt hoe een stevig materiaal zal vervormen onder een specifieke kracht. Omdat er een direct proportioneel verband is tussen spanning en rek, geeft een grafiek de verhouding weer tussen de trekspanning en rek.
Young's modulusberekeningen hebben betrekking op elasticiteit
De berekeningen van de modulus van Young hangen af van de uitgeoefende kracht, het type materiaal en de oppervlakte van het materiaal. De spanning van het medium heeft betrekking op de verhouding van de uitgeoefende kracht ten opzichte van het dwarsdoorsnede-oppervlak. Ook houdt de rek rekening met de verandering in lengte van een materiaal ten opzichte van zijn oorspronkelijke lengte.
Eerst meet u de initiële lengte van de stof. Met behulp van een micrometer identificeert u het dwarsdoorsnedegebied van het materiaal. Meet vervolgens met dezelfde micrometer de verschillende diameters van de stof. Gebruik vervolgens verschillende sleufmassa's om de uitgeoefende kracht te bepalen.
Omdat de componenten zich op verschillende lengtes uitstrekken, gebruikt u een Vernier-schaal om de lengte te bepalen. Teken ten slotte de verschillende lengtematen met betrekking tot de uitgeoefende krachten. Young's modulusvergelijking is E = treksterkte / treksterkte = (FL) / (A * verandering in L), waarbij F de uitgeoefende kracht is, L de initiële lengte is, A is het vierkante gebied en E is Young's modulus in Pascals (Vader). Met behulp van een grafiek kunt u bepalen of een materiaal elasticiteit vertoont.
Relevante applicaties voor de modulus van Young
Trekproeven helpen om de stijfheid van materialen te identificeren met behulp van Young's modulusberekeningen. Overweeg een rubberen band. Terwijl je een elastiek uitrekt, oefen je een kracht uit om het uit te rekken. Op een gegeven moment buigt, vervormt of breekt het elastiek.
Op deze manier evalueert trektest de elasticiteit van verschillende materialen. Dit type identificatie categoriseert hoofdzakelijk een elastisch of plastisch gedrag. Daarom zijn de materialen elastisch wanneer ze voldoende vervormen om terug te keren naar de begintoestand. Een plastisch gedrag van een materiaal vertoont echter een onomkeerbare vervorming.
Als materialen een grote hoeveelheid kracht ervaren, treedt een ultiem sterkte-breekpunt op. Verschillende materialen vertonen een hogere of lagere Young's moduluswaarde. Bij experimentele trekproeven vertonen materialen zoals nylon een hogere Young's modulus bij 48 MegaPascal (MPa), wat een uitstekend materiaal aangeeft voor het creëren van sterke elementen. Alumide, met glas gevuld nylon en carbonmide vertonen ook een hoge Young's moduluswaarde van 70 MPa, waardoor ze bruikbaar zijn voor nog robuustere componenten. Moderne medische technologie gebruikt deze materialen en trektests om veilige implantaten te ontwikkelen.