一、金屬絲的楊氏模量一般多大
金(jin)屬(shu)(shu)絲是(shi)一(yi)(yi)種常見(jian)的(de)金(jin)屬(shu)(shu)材(cai)料,廣泛應用(yong)于電子、機械、航空(kong)航天等領域。在(zai)使用(yong)金(jin)屬(shu)(shu)絲時,我們需要了解其力學(xue)性能(neng),其中楊氏模(mo)量是(shi)一(yi)(yi)個重要的(de)指標(biao)。
楊氏模(mo)量是(shi)描述材(cai)料在(zai)受力時變形程度的(de)(de)物理(li)量,通常用符(fu)號E表示。它(ta)的(de)(de)單位是(shi)帕斯(si)卡(Pa),也(ye)可以(yi)用兆帕(MPa)表示。楊氏模(mo)量越大,材(cai)料的(de)(de)剛度越高,抗彎強度也(ye)越大。
不同金屬絲的(de)楊氏(shi)模(mo)量(liang)參(can)考(kao)值(zhi)有(you)所不同。例如,鋼絲的(de)楊氏(shi)模(mo)量(liang)參(can)考(kao)值(zhi)約(yue)(yue)為200GPa,銅絲的(de)楊氏(shi)模(mo)量(liang)參(can)考(kao)值(zhi)約(yue)(yue)為120 GPa,鋁絲的(de)楊氏(shi)模(mo)量(liang)參(can)考(kao)值(zhi)約(yue)(yue)為70GPa。這些(xie)參(can)考(kao)值(zhi)可以幫助我們選擇(ze)合適的(de)金屬(shu)絲材料(liao),以滿足(zu)特(te)定(ding)的(de)工(gong)程(cheng)需求(qiu)。
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(jin)(jin)屬絲(si)的(de)(de)(de)兩端(duan)懸掛不(bu)同質(zhi)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)物(wu)體(ti),形成(cheng)不(bu)同的(de)(de)(de)應(ying)變和應(ying)力,進而求(qiu)得(de)楊氏模量(liang)(liang)(liang)。其中,應(ying)變為金(jin)(jin)屬絲(si)的(de)(de)(de)伸長(chang)量(liang)(liang)(liang)除以(yi)原始長(chang)度,應(ying)力則為懸掛物(wu)體(ti)的(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)(liang)(liang)除以(yi)金(jin)(jin)屬絲(si)的(de)(de)(de)橫截面積。具體(ti)實驗方(fang)法為:首先將(jiang)金(jin)(jin)屬絲(si)固(gu)定在兩個鉤子上(shang),調(diao)節(jie)懸掛重物(wu)的(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)(liang)(liang),分(fen)別(bie)稱量(liang)(liang)(liang)不(bu)同質(zhi)量(liang)(liang)(liang)物(wu)體(ti)并(bing)記錄金(jin)(jin)屬絲(si)的(de)(de)(de)長(chang)度。然(ran)后(hou),分(fen)別(bie)掃(sao)描記錄桿的(de)(de)(de)讀(du)數(shu),緊接(jie)著在計算(suan)機上(shang)讀(du)取數(shu)據并(bing)計算(suan)得(de)到楊氏模量(liang)(liang)(liang)。
2、懸掛法
該方法(fa)(fa)是把金屬絲間隔拉伸并(bing)掛(gua)在(zai)相(xiang)同高度的兩個插銷(xiao)上,由(you)于其重(zhong)力(li)作用(yong),金屬絲會發生(sheng)不同的懸(xuan)掛(gua)狀態(tai),測定(ding)每種懸(xuan)掛(gua)狀態(tai)下(xia)金屬絲的長(chang)度和質量(liang)(liang),并(bing)計(ji)算出(chu)(chu)應力(li)和應變,從(cong)而得出(chu)(chu)楊氏模(mo)(mo)量(liang)(liang)。具體實驗方法(fa)(fa)為:首先(xian)將金屬絲在(zai)固定(ding)點上固定(ding),并(bing)在(zai)中心掛(gua)兩個相(xiang)距稍遠的容器(qi),分別(bie)從(cong)上方放入掛(gua)有不同質量(liang)(liang)的砝碼。然后(hou),觀察金屬絲的懸(xuan)掛(gua)狀態(tai)并(bing)分別(bie)記(ji)錄下(xia)金屬絲的長(chang)度和質量(liang)(liang),最后(hou)計(ji)算得到楊氏模(mo)(mo)量(liang)(liang)。
3、懸掛輪法
該(gai)方(fang)法(fa)是將金(jin)屬絲固(gu)定在(zai)兩端的輪(lun)上(shang)(shang),輪(lun)子(zi)(zi)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)越高,金(jin)屬絲所掛(gua)載的物體質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)也(ye)就越大(da),從而得(de)到不同的應變和應力。具體實驗方(fang)法(fa)為:首先定制實驗裝置,將金(jin)屬絲固(gu)定在(zai)正中間的輪(lun)上(shang)(shang),分別固(gu)定其兩端。然后,在(zai)輪(lun)子(zi)(zi)上(shang)(shang)加上(shang)(shang)逐(zhu)漸增大(da)的質(zhi)(zhi)量(liang)(liang),直到輪(lun)子(zi)(zi)開始停止轉動,記錄下(xia)這時各參數(shu)的值。最后,對數(shu)據進行處理,求得(de)楊(yang)氏(shi)模量(liang)(liang)。
總的(de)(de)來說,金屬絲楊氏模量(liang)的(de)(de)測量(liang)方(fang)(fang)法有(you)許(xu)多(duo)不(bu)同的(de)(de)方(fang)(fang)式,不(bu)同的(de)(de)方(fang)(fang)法的(de)(de)特點與優勢(shi)不(bu)同,科學家可以根據實(shi)驗的(de)(de)需求及實(shi)驗室條件選擇適合的(de)(de)方(fang)(fang)法。