一、金屬絲的楊氏模量一般多大
金(jin)屬絲是一(yi)種常(chang)見的金(jin)屬材料,廣泛(fan)應用于(yu)電子、機械、航空航天等領域。在使用金(jin)屬絲時,我們需要(yao)了解其力學性能,其中楊(yang)氏模量(liang)是一(yi)個重要(yao)的指標。
楊氏(shi)模(mo)量(liang)是(shi)描述材料在受力時變形程度(du)的物理(li)量(liang),通(tong)常用符(fu)號E表示。它(ta)的單位是(shi)帕(pa)斯卡(Pa),也(ye)可以用兆帕(pa)(MPa)表示。楊氏(shi)模(mo)量(liang)越大,材料的剛(gang)度(du)越高,抗彎強度(du)也(ye)越大。
不同金屬絲的(de)楊(yang)(yang)氏(shi)(shi)模量參(can)考(kao)值有所(suo)不同(tong)。例如,鋼絲(si)的(de)楊(yang)(yang)氏(shi)(shi)模量參(can)考(kao)值約為200GPa,銅絲(si)的(de)楊(yang)(yang)氏(shi)(shi)模量參(can)考(kao)值約為120 GPa,鋁絲(si)的(de)楊(yang)(yang)氏(shi)(shi)模量參(can)考(kao)值約為70GPa。這些參(can)考(kao)值可(ke)以(yi)幫助我們選擇(ze)合適的(de)金屬(shu)絲(si)材(cai)料,以(yi)滿足特定(ding)的(de)工程(cheng)需(xu)求。
二、金屬絲的楊氏模量如何測量
1、懸掛秤法
該方(fang)法是通過在金屬絲的(de)(de)(de)(de)兩端懸掛不同質(zhi)量(liang)的(de)(de)(de)(de)物體,形成不同的(de)(de)(de)(de)應變和應力,進而求得楊(yang)氏模(mo)量(liang)。其中,應變為金屬絲的(de)(de)(de)(de)伸(shen)長量(liang)除(chu)以(yi)原始長度,應力則為懸掛物體的(de)(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)除(chu)以(yi)金屬絲的(de)(de)(de)(de)橫截面積。具體實驗方(fang)法為:首先將(jiang)金屬絲固(gu)定在兩個鉤子上,調節懸掛重物的(de)(de)(de)(de)質(zhi)量(liang),分(fen)別(bie)稱(cheng)量(liang)不同質(zhi)量(liang)物體并記錄金屬絲的(de)(de)(de)(de)長度。然(ran)后,分(fen)別(bie)掃(sao)描記錄桿的(de)(de)(de)(de)讀數(shu),緊接著在計算機上讀取數(shu)據(ju)并計算得到(dao)楊(yang)氏模(mo)量(liang)。
2、懸掛法
該方法(fa)是把金(jin)(jin)屬(shu)(shu)絲間(jian)隔拉伸(shen)并掛(gua)在相同(tong)高度的(de)(de)兩個(ge)插銷上,由于其(qi)重力作用,金(jin)(jin)屬(shu)(shu)絲會發生不同(tong)的(de)(de)懸(xuan)(xuan)掛(gua)狀(zhuang)態,測(ce)定每種懸(xuan)(xuan)掛(gua)狀(zhuang)態下金(jin)(jin)屬(shu)(shu)絲的(de)(de)長度和質量,并計算(suan)出應力和應變,從而(er)得出楊氏模量。具(ju)體(ti)實驗方法(fa)為(wei):首(shou)先(xian)將金(jin)(jin)屬(shu)(shu)絲在固定點上固定,并在中心掛(gua)兩個(ge)相距稍遠(yuan)的(de)(de)容(rong)器,分(fen)別(bie)從上方放入掛(gua)有(you)不同(tong)質量的(de)(de)砝碼(ma)。然后,觀(guan)察(cha)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)絲的(de)(de)懸(xuan)(xuan)掛(gua)狀(zhuang)態并分(fen)別(bie)記錄(lu)下金(jin)(jin)屬(shu)(shu)絲的(de)(de)長度和質量,最后計算(suan)得到楊氏模量。
3、懸掛輪法
該(gai)方法是將金屬絲(si)固定在兩(liang)端的輪(lun)上,輪(lun)子(zi)質量(liang)越高,金屬絲(si)所掛載的物(wu)體質量(liang)也就(jiu)越大(da),從而(er)得(de)到不同的應(ying)變和應(ying)力(li)。具體實驗(yan)方法為:首先(xian)定制(zhi)實驗(yan)裝置,將金屬絲(si)固定在正中間的輪(lun)上,分別(bie)固定其兩(liang)端。然后,在輪(lun)子(zi)上加(jia)上逐漸增大(da)的質量(liang),直(zhi)到輪(lun)子(zi)開始停止轉動,記錄下這(zhe)時各參(can)數(shu)的值。最后,對數(shu)據進行處理,求得(de)楊氏模量(liang)。
總的(de)(de)來說(shuo),金(jin)屬絲楊氏模量的(de)(de)測量方(fang)法(fa)有許(xu)多不同(tong)(tong)的(de)(de)方(fang)式,不同(tong)(tong)的(de)(de)方(fang)法(fa)的(de)(de)特點與(yu)優(you)勢不同(tong)(tong),科(ke)學家可以根據(ju)實驗的(de)(de)需求及實驗室(shi)條件選擇適合的(de)(de)方(fang)法(fa)。