一、金屬絲的楊氏模量一般多大
金(jin)(jin)屬(shu)絲(si)是一(yi)種常(chang)見(jian)的(de)金(jin)(jin)屬(shu)材料,廣(guang)泛應(ying)用于電子、機械、航(hang)空航(hang)天等(deng)領(ling)域(yu)。在使用金(jin)(jin)屬(shu)絲(si)時,我們(men)需要了解其力學性(xing)能,其中楊氏模量(liang)是一(yi)個重要的(de)指標。
楊氏模量(liang)是描述材(cai)料在受力(li)時變形程度(du)的物(wu)理量(liang),通常用符號E表示(shi)(shi)。它的單位是帕斯卡(Pa),也可以(yi)用兆(zhao)帕(MPa)表示(shi)(shi)。楊氏模量(liang)越(yue)大(da),材(cai)料的剛度(du)越(yue)高,抗彎強度(du)也越(yue)大(da)。
不同金屬絲的(de)(de)(de)楊(yang)氏(shi)模量參考值(zhi)有所不同。例如,鋼絲的(de)(de)(de)楊(yang)氏(shi)模量參考值(zhi)約為(wei)200GPa,銅絲的(de)(de)(de)楊(yang)氏(shi)模量參考值(zhi)約為(wei)120 GPa,鋁絲的(de)(de)(de)楊(yang)氏(shi)模量參考值(zhi)約為(wei)70GPa。這些參考值(zhi)可以(yi)幫助我們選擇(ze)合適(shi)的(de)(de)(de)金(jin)屬絲材料(liao),以(yi)滿足(zu)特定的(de)(de)(de)工程需求(qiu)。
二、 金屬絲的楊氏模量如何測量
1、懸掛秤法
該(gai)方法是(shi)通過在金(jin)(jin)(jin)屬(shu)絲(si)(si)的(de)兩端懸掛不(bu)同質量(liang)(liang)的(de)物體(ti),形成不(bu)同的(de)應(ying)變(bian)和應(ying)力,進而求得楊(yang)氏模量(liang)(liang)。其中,應(ying)變(bian)為金(jin)(jin)(jin)屬(shu)絲(si)(si)的(de)伸長(chang)量(liang)(liang)除(chu)以原始長(chang)度,應(ying)力則為懸掛物體(ti)的(de)質量(liang)(liang)除(chu)以金(jin)(jin)(jin)屬(shu)絲(si)(si)的(de)橫(heng)截面(mian)積(ji)。具體(ti)實驗(yan)方法為:首先將(jiang)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)絲(si)(si)固定在兩個鉤子上,調節(jie)懸掛重物的(de)質量(liang)(liang),分別稱量(liang)(liang)不(bu)同質量(liang)(liang)物體(ti)并記(ji)(ji)錄(lu)(lu)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)絲(si)(si)的(de)長(chang)度。然(ran)后(hou),分別掃描記(ji)(ji)錄(lu)(lu)桿的(de)讀數,緊接著在計(ji)算機上讀取數據并計(ji)算得到楊(yang)氏模量(liang)(liang)。
2、懸掛法
該方法(fa)是把(ba)金(jin)屬(shu)絲間隔(ge)拉伸并(bing)(bing)掛(gua)(gua)(gua)在(zai)相(xiang)同高度(du)(du)的(de)兩個插銷上,由(you)于其(qi)重力作用,金(jin)屬(shu)絲會發生不(bu)同的(de)懸掛(gua)(gua)(gua)狀(zhuang)(zhuang)態(tai),測定每(mei)種懸掛(gua)(gua)(gua)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)下金(jin)屬(shu)絲的(de)長(chang)度(du)(du)和質(zhi)量(liang),并(bing)(bing)計(ji)算(suan)出應(ying)力和應(ying)變,從而得(de)出楊氏(shi)模量(liang)。具體(ti)實驗方法(fa)為:首先將金(jin)屬(shu)絲在(zai)固定點上固定,并(bing)(bing)在(zai)中心掛(gua)(gua)(gua)兩個相(xiang)距稍遠的(de)容(rong)器,分別從上方放入(ru)掛(gua)(gua)(gua)有不(bu)同質(zhi)量(liang)的(de)砝碼。然后,觀察金(jin)屬(shu)絲的(de)懸掛(gua)(gua)(gua)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)并(bing)(bing)分別記錄下金(jin)屬(shu)絲的(de)長(chang)度(du)(du)和質(zhi)量(liang),最后計(ji)算(suan)得(de)到楊氏(shi)模量(liang)。
3、懸掛輪法
該方法是將(jiang)金屬絲固定(ding)在兩(liang)端(duan)的(de)輪(lun)(lun)(lun)上(shang),輪(lun)(lun)(lun)子(zi)質量(liang)(liang)越高,金屬絲所掛(gua)載的(de)物體(ti)質量(liang)(liang)也(ye)就越大(da),從而(er)得(de)到不同的(de)應變和(he)應力。具體(ti)實驗(yan)方法為:首先(xian)定(ding)制實驗(yan)裝(zhuang)置(zhi),將(jiang)金屬絲固定(ding)在正中(zhong)間的(de)輪(lun)(lun)(lun)上(shang),分別固定(ding)其兩(liang)端(duan)。然后,在輪(lun)(lun)(lun)子(zi)上(shang)加上(shang)逐(zhu)漸(jian)增大(da)的(de)質量(liang)(liang),直到輪(lun)(lun)(lun)子(zi)開始(shi)停止轉動,記錄下這時各參數(shu)的(de)值。最后,對數(shu)據進行(xing)處理,求(qiu)得(de)楊氏模量(liang)(liang)。
總的(de)(de)來(lai)說(shuo),金屬絲楊氏模量的(de)(de)測量方(fang)法有許(xu)多不同(tong)(tong)的(de)(de)方(fang)式,不同(tong)(tong)的(de)(de)方(fang)法的(de)(de)特點與優(you)勢不同(tong)(tong),科(ke)學(xue)家(jia)可(ke)以根據(ju)實(shi)驗(yan)的(de)(de)需求及實(shi)驗(yan)室條(tiao)件選擇適合的(de)(de)方(fang)法。