一、金屬絲的楊氏模量一般多大
金(jin)屬絲是(shi)一種常(chang)見的(de)金(jin)屬材料,廣泛應用于電子、機械(xie)、航空航天等領域。在使用金(jin)屬絲時,我們需要(yao)了解(jie)其力學(xue)性能(neng),其中楊氏模量是(shi)一個重要(yao)的(de)指標。
楊氏模量(liang)是描述材料在受力(li)時變形程度的(de)物(wu)理量(liang),通常用符(fu)號(hao)E表示。它的(de)單位是帕斯卡(Pa),也可以用兆帕(MPa)表示。楊氏模量(liang)越(yue)(yue)大,材料的(de)剛度越(yue)(yue)高,抗彎強度也越(yue)(yue)大。
不同金屬絲的(de)(de)(de)(de)楊(yang)氏模(mo)量參(can)考值有所不同(tong)。例如,鋼絲(si)的(de)(de)(de)(de)楊(yang)氏模(mo)量參(can)考值約為(wei)200GPa,銅(tong)絲(si)的(de)(de)(de)(de)楊(yang)氏模(mo)量參(can)考值約為(wei)120 GPa,鋁絲(si)的(de)(de)(de)(de)楊(yang)氏模(mo)量參(can)考值約為(wei)70GPa。這些參(can)考值可以幫(bang)助我們選擇合(he)適的(de)(de)(de)(de)金屬(shu)絲(si)材料,以滿(man)足特定(ding)的(de)(de)(de)(de)工(gong)程需(xu)求。
二、 金屬絲的楊氏模量如何測量
1、懸掛秤法
該方法是通(tong)過(guo)在(zai)(zai)金(jin)(jin)屬(shu)絲(si)的(de)(de)兩端懸掛不(bu)同質量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)物(wu)體,形成不(bu)同的(de)(de)應(ying)(ying)變(bian)和應(ying)(ying)力,進而求得(de)楊氏模量(liang)(liang)(liang)。其中,應(ying)(ying)變(bian)為(wei)金(jin)(jin)屬(shu)絲(si)的(de)(de)伸長量(liang)(liang)(liang)除以原(yuan)始長度,應(ying)(ying)力則為(wei)懸掛物(wu)體的(de)(de)質量(liang)(liang)(liang)除以金(jin)(jin)屬(shu)絲(si)的(de)(de)橫截面積。具體實驗(yan)方法為(wei):首(shou)先將金(jin)(jin)屬(shu)絲(si)固定在(zai)(zai)兩個鉤(gou)子上,調(diao)節懸掛重物(wu)的(de)(de)質量(liang)(liang)(liang),分(fen)別稱量(liang)(liang)(liang)不(bu)同質量(liang)(liang)(liang)物(wu)體并記錄金(jin)(jin)屬(shu)絲(si)的(de)(de)長度。然(ran)后,分(fen)別掃描(miao)記錄桿的(de)(de)讀數(shu),緊接著(zhu)在(zai)(zai)計(ji)算(suan)機上讀取數(shu)據并計(ji)算(suan)得(de)到楊氏模量(liang)(liang)(liang)。
2、懸掛法
該方法(fa)是把(ba)金(jin)屬(shu)(shu)絲(si)(si)(si)(si)間(jian)隔拉伸并(bing)掛(gua)(gua)在(zai)(zai)相同(tong)高度的兩(liang)個(ge)插銷上,由于(yu)其重力作用,金(jin)屬(shu)(shu)絲(si)(si)(si)(si)會發(fa)生不同(tong)的懸掛(gua)(gua)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)(tai),測定每種(zhong)懸掛(gua)(gua)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)(tai)下金(jin)屬(shu)(shu)絲(si)(si)(si)(si)的長(chang)度和質(zhi)量,并(bing)計算出應力和應變,從而得(de)出楊(yang)氏(shi)模量。具體實驗(yan)方法(fa)為:首先將金(jin)屬(shu)(shu)絲(si)(si)(si)(si)在(zai)(zai)固定點(dian)上固定,并(bing)在(zai)(zai)中心掛(gua)(gua)兩(liang)個(ge)相距稍遠的容器,分(fen)別從上方放入掛(gua)(gua)有(you)不同(tong)質(zhi)量的砝碼。然后(hou),觀察金(jin)屬(shu)(shu)絲(si)(si)(si)(si)的懸掛(gua)(gua)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)(tai)并(bing)分(fen)別記錄下金(jin)屬(shu)(shu)絲(si)(si)(si)(si)的長(chang)度和質(zhi)量,最后(hou)計算得(de)到楊(yang)氏(shi)模量。
3、懸掛輪法
該方(fang)(fang)法(fa)是將金(jin)屬絲固定(ding)在兩端(duan)的輪上,輪子質(zhi)量越高,金(jin)屬絲所(suo)掛載的物體質(zhi)量也(ye)就越大,從(cong)而得到不(bu)同(tong)的應(ying)變和應(ying)力。具(ju)體實(shi)(shi)驗方(fang)(fang)法(fa)為:首先定(ding)制實(shi)(shi)驗裝置,將金(jin)屬絲固定(ding)在正中間(jian)的輪上,分(fen)別(bie)固定(ding)其兩端(duan)。然(ran)后,在輪子上加(jia)上逐漸增大的質(zhi)量,直到輪子開始(shi)停(ting)止轉動,記錄(lu)下這時各(ge)參數的值。最后,對數據進(jin)行處理,求得楊氏模量。
總的(de)來說,金屬(shu)絲楊氏(shi)模(mo)量的(de)測(ce)量方(fang)(fang)法有許多不(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)方(fang)(fang)式(shi),不(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)方(fang)(fang)法的(de)特(te)點與優勢不(bu)(bu)同(tong)(tong),科學家可以根據實驗的(de)需求及實驗室條(tiao)件(jian)選(xuan)擇適合的(de)方(fang)(fang)法。