一、金屬絲的楊氏模量一般多大
金屬(shu)絲是一種常見的金屬(shu)材料,廣泛應用(yong)于電(dian)子、機(ji)械、航空航天(tian)等領域。在使用(yong)金屬(shu)絲時,我們需要了解(jie)其(qi)力學(xue)性能,其(qi)中楊氏模量是一個重(zhong)要的指標。
楊氏模量是(shi)(shi)描述材料(liao)在受力時變形(xing)程度的(de)物理量,通(tong)常用(yong)符號E表(biao)示(shi)。它的(de)單位是(shi)(shi)帕斯卡(ka)(Pa),也可以用(yong)兆帕(MPa)表(biao)示(shi)。楊氏模量越大,材料(liao)的(de)剛度越高,抗(kang)彎強度也越大。
不同金屬絲的楊氏模(mo)量參(can)(can)(can)考值(zhi)有所不同(tong)。例如(ru),鋼絲(si)的楊氏模(mo)量參(can)(can)(can)考值(zhi)約(yue)為(wei)200GPa,銅絲(si)的楊氏模(mo)量參(can)(can)(can)考值(zhi)約(yue)為(wei)120 GPa,鋁絲(si)的楊氏模(mo)量參(can)(can)(can)考值(zhi)約(yue)為(wei)70GPa。這(zhe)些參(can)(can)(can)考值(zhi)可以幫助我(wo)們選擇(ze)合(he)適的金(jin)屬絲(si)材(cai)料,以滿(man)足特定的工程(cheng)需求。
二、 金屬絲的楊氏模量如何測量
1、懸掛秤法
該(gai)方(fang)法是通(tong)過在(zai)金(jin)屬(shu)(shu)絲(si)的(de)(de)(de)兩(liang)端懸(xuan)掛(gua)不(bu)同質量(liang)(liang)的(de)(de)(de)物(wu)體(ti)(ti),形成不(bu)同的(de)(de)(de)應變(bian)和應力,進而求得(de)楊(yang)氏模量(liang)(liang)。其(qi)中,應變(bian)為(wei)金(jin)屬(shu)(shu)絲(si)的(de)(de)(de)伸(shen)長量(liang)(liang)除以原(yuan)始(shi)長度,應力則(ze)為(wei)懸(xuan)掛(gua)物(wu)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)質量(liang)(liang)除以金(jin)屬(shu)(shu)絲(si)的(de)(de)(de)橫(heng)截面積。具體(ti)(ti)實驗方(fang)法為(wei):首先(xian)將金(jin)屬(shu)(shu)絲(si)固定在(zai)兩(liang)個鉤(gou)子上,調(diao)節懸(xuan)掛(gua)重物(wu)的(de)(de)(de)質量(liang)(liang),分(fen)別稱量(liang)(liang)不(bu)同質量(liang)(liang)物(wu)體(ti)(ti)并(bing)記錄(lu)金(jin)屬(shu)(shu)絲(si)的(de)(de)(de)長度。然后,分(fen)別掃(sao)描記錄(lu)桿的(de)(de)(de)讀數,緊(jin)接(jie)著在(zai)計算(suan)機(ji)上讀取數據并(bing)計算(suan)得(de)到(dao)楊(yang)氏模量(liang)(liang)。
2、懸掛法
該方法是把金屬(shu)絲(si)間隔(ge)拉伸并(bing)(bing)掛(gua)(gua)(gua)在相(xiang)同高度的(de)(de)兩(liang)個插銷上(shang),由于其重(zhong)力(li)作(zuo)用,金屬(shu)絲(si)會發生不(bu)同的(de)(de)懸掛(gua)(gua)(gua)狀態(tai),測(ce)定每(mei)種懸掛(gua)(gua)(gua)狀態(tai)下金屬(shu)絲(si)的(de)(de)長(chang)度和(he)質量,并(bing)(bing)計(ji)算出應力(li)和(he)應變,從(cong)而得(de)出楊(yang)氏模量。具(ju)體實驗方法為:首(shou)先將(jiang)金屬(shu)絲(si)在固定點上(shang)固定,并(bing)(bing)在中心掛(gua)(gua)(gua)兩(liang)個相(xiang)距稍遠的(de)(de)容器,分別(bie)從(cong)上(shang)方放(fang)入掛(gua)(gua)(gua)有不(bu)同質量的(de)(de)砝碼。然后,觀(guan)察(cha)金屬(shu)絲(si)的(de)(de)懸掛(gua)(gua)(gua)狀態(tai)并(bing)(bing)分別(bie)記錄下金屬(shu)絲(si)的(de)(de)長(chang)度和(he)質量,最后計(ji)算得(de)到楊(yang)氏模量。
3、懸掛輪法
該方法是(shi)將金(jin)(jin)屬絲固(gu)定在(zai)兩端的(de)輪(lun)上(shang),輪(lun)子質(zhi)量越高,金(jin)(jin)屬絲所掛載的(de)物體質(zhi)量也就(jiu)越大,從而得到(dao)(dao)不同的(de)應變(bian)和(he)應力。具體實(shi)驗方法為:首先定制實(shi)驗裝置,將金(jin)(jin)屬絲固(gu)定在(zai)正中間的(de)輪(lun)上(shang),分別固(gu)定其兩端。然后(hou),在(zai)輪(lun)子上(shang)加上(shang)逐漸增大的(de)質(zhi)量,直到(dao)(dao)輪(lun)子開始停止轉動,記錄下這時各參數的(de)值(zhi)。最后(hou),對數據進行處理,求得楊氏模量。
總的(de)(de)(de)來說,金屬絲楊氏模(mo)量的(de)(de)(de)測量方(fang)法(fa)有許多不(bu)同的(de)(de)(de)方(fang)式,不(bu)同的(de)(de)(de)方(fang)法(fa)的(de)(de)(de)特點與優勢(shi)不(bu)同,科學家可以根據實驗的(de)(de)(de)需求及實驗室條件選擇(ze)適合(he)的(de)(de)(de)方(fang)法(fa)。