一、金屬絲的楊氏模量一般多大
金(jin)(jin)屬絲(si)是一種常(chang)見的金(jin)(jin)屬材料,廣泛(fan)應(ying)用于電子、機(ji)械、航空航天等領域。在使用金(jin)(jin)屬絲(si)時,我們需要(yao)了解其(qi)力學性能,其(qi)中楊氏模(mo)量是一個重要(yao)的指標(biao)。
楊氏模量(liang)是描(miao)述(shu)材(cai)料(liao)在受力時變形程度的(de)物(wu)理量(liang),通常用符號(hao)E表示。它的(de)單位是帕(pa)斯(si)卡(Pa),也(ye)可以用兆帕(pa)(MPa)表示。楊氏模量(liang)越(yue)(yue)大(da),材(cai)料(liao)的(de)剛度越(yue)(yue)高,抗(kang)彎強度也(ye)越(yue)(yue)大(da)。
不同金屬絲的(de)楊氏(shi)模(mo)量(liang)參(can)(can)(can)考(kao)(kao)值(zhi)有所不同。例(li)如(ru),鋼(gang)絲的(de)楊氏(shi)模(mo)量(liang)參(can)(can)(can)考(kao)(kao)值(zhi)約(yue)為(wei)200GPa,銅絲的(de)楊氏(shi)模(mo)量(liang)參(can)(can)(can)考(kao)(kao)值(zhi)約(yue)為(wei)120 GPa,鋁絲的(de)楊氏(shi)模(mo)量(liang)參(can)(can)(can)考(kao)(kao)值(zhi)約(yue)為(wei)70GPa。這(zhe)些參(can)(can)(can)考(kao)(kao)值(zhi)可(ke)以幫(bang)助(zhu)我(wo)們選(xuan)擇合適的(de)金屬絲材(cai)料,以滿(man)足(zu)特定(ding)的(de)工程需求。
二、金屬絲的楊氏模量如何測量
1、懸掛秤法
該(gai)方法是通過在金(jin)(jin)屬絲(si)(si)的(de)(de)兩端懸(xuan)(xuan)掛不同(tong)(tong)質量(liang)的(de)(de)物(wu)體(ti),形成不同(tong)(tong)的(de)(de)應變(bian)和應力,進而(er)求得(de)楊氏(shi)模量(liang)。其中,應變(bian)為(wei)金(jin)(jin)屬絲(si)(si)的(de)(de)伸長(chang)量(liang)除以原始長(chang)度(du),應力則為(wei)懸(xuan)(xuan)掛物(wu)體(ti)的(de)(de)質量(liang)除以金(jin)(jin)屬絲(si)(si)的(de)(de)橫截面(mian)積。具體(ti)實(shi)驗(yan)方法為(wei):首先將金(jin)(jin)屬絲(si)(si)固定在兩個(ge)鉤子上,調節(jie)懸(xuan)(xuan)掛重物(wu)的(de)(de)質量(liang),分別(bie)稱(cheng)量(liang)不同(tong)(tong)質量(liang)物(wu)體(ti)并記錄(lu)金(jin)(jin)屬絲(si)(si)的(de)(de)長(chang)度(du)。然后,分別(bie)掃描記錄(lu)桿的(de)(de)讀數,緊接著在計算(suan)機上讀取(qu)數據并計算(suan)得(de)到(dao)楊氏(shi)模量(liang)。
2、懸掛法
該方(fang)法是(shi)把金(jin)(jin)屬(shu)(shu)絲間隔拉(la)伸并掛(gua)在相同高度(du)的(de)(de)(de)(de)兩個(ge)插銷上,由于其(qi)重力作用,金(jin)(jin)屬(shu)(shu)絲會發生不同的(de)(de)(de)(de)懸(xuan)(xuan)掛(gua)狀態(tai),測定(ding)每種(zhong)懸(xuan)(xuan)掛(gua)狀態(tai)下金(jin)(jin)屬(shu)(shu)絲的(de)(de)(de)(de)長度(du)和質(zhi)量(liang)(liang),并計算出應力和應變,從而得(de)出楊(yang)氏模(mo)量(liang)(liang)。具體實(shi)驗方(fang)法為:首先(xian)將金(jin)(jin)屬(shu)(shu)絲在固定(ding)點上固定(ding),并在中心掛(gua)兩個(ge)相距稍(shao)遠(yuan)的(de)(de)(de)(de)容器,分(fen)別從上方(fang)放入掛(gua)有不同質(zhi)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)砝碼。然后(hou),觀察金(jin)(jin)屬(shu)(shu)絲的(de)(de)(de)(de)懸(xuan)(xuan)掛(gua)狀態(tai)并分(fen)別記錄下金(jin)(jin)屬(shu)(shu)絲的(de)(de)(de)(de)長度(du)和質(zhi)量(liang)(liang),最后(hou)計算得(de)到(dao)楊(yang)氏模(mo)量(liang)(liang)。
3、懸掛輪法
該方法是(shi)將金屬(shu)(shu)絲固定在(zai)兩端(duan)的(de)輪上(shang),輪子(zi)質量越高,金屬(shu)(shu)絲所掛載的(de)物體質量也就(jiu)越大,從而得(de)到不同的(de)應變和應力。具體實驗(yan)方法為:首先定制實驗(yan)裝(zhuang)置(zhi),將金屬(shu)(shu)絲固定在(zai)正(zheng)中間的(de)輪上(shang),分別固定其兩端(duan)。然后,在(zai)輪子(zi)上(shang)加上(shang)逐漸(jian)增大的(de)質量,直(zhi)到輪子(zi)開始停止(zhi)轉動,記錄(lu)下這時各(ge)參數的(de)值。最后,對數據進行處(chu)理,求得(de)楊氏模量。
總的(de)(de)來說(shuo),金屬絲楊氏模量的(de)(de)測量方(fang)(fang)(fang)法有許多不同的(de)(de)方(fang)(fang)(fang)式,不同的(de)(de)方(fang)(fang)(fang)法的(de)(de)特點與優(you)勢不同,科學家可以根據實(shi)驗(yan)的(de)(de)需求及實(shi)驗(yan)室條件選擇(ze)適(shi)合的(de)(de)方(fang)(fang)(fang)法。