一、金屬絲的楊氏模量一般多大
金屬(shu)絲是一(yi)種常見的(de)金屬(shu)材(cai)料,廣泛(fan)應用(yong)(yong)于(yu)電子、機械、航空航天等領域。在(zai)使用(yong)(yong)金屬(shu)絲時,我們需(xu)要(yao)了解其(qi)力學性(xing)能,其(qi)中楊(yang)氏模量是一(yi)個重要(yao)的(de)指(zhi)標。
楊氏模(mo)量是描述(shu)材料在受力時變(bian)形程度的物理量,通常用符號E表(biao)(biao)示(shi)。它(ta)的單位(wei)是帕(pa)斯卡(Pa),也可(ke)以(yi)用兆帕(pa)(MPa)表(biao)(biao)示(shi)。楊氏模(mo)量越大(da),材料的剛(gang)度越高,抗彎強度也越大(da)。
不同金屬絲的(de)楊(yang)(yang)氏(shi)模(mo)量(liang)(liang)參(can)(can)考(kao)值有所不同。例如,鋼絲(si)的(de)楊(yang)(yang)氏(shi)模(mo)量(liang)(liang)參(can)(can)考(kao)值約為(wei)200GPa,銅(tong)絲(si)的(de)楊(yang)(yang)氏(shi)模(mo)量(liang)(liang)參(can)(can)考(kao)值約為(wei)120 GPa,鋁絲(si)的(de)楊(yang)(yang)氏(shi)模(mo)量(liang)(liang)參(can)(can)考(kao)值約為(wei)70GPa。這(zhe)些參(can)(can)考(kao)值可以幫助我們選擇合適的(de)金(jin)屬(shu)絲(si)材(cai)料,以滿足特定(ding)的(de)工(gong)程需求(qiu)。
二、 金屬絲的楊氏模量如何測量
1、懸掛秤法
該方法(fa)是通過在(zai)金(jin)(jin)屬(shu)絲(si)的(de)(de)兩端(duan)懸掛不同質(zhi)量(liang)的(de)(de)物(wu)體(ti)(ti),形成(cheng)不同的(de)(de)應(ying)(ying)變和應(ying)(ying)力,進而求得(de)楊(yang)氏模量(liang)。其中,應(ying)(ying)變為(wei)金(jin)(jin)屬(shu)絲(si)的(de)(de)伸長(chang)(chang)量(liang)除以原始長(chang)(chang)度,應(ying)(ying)力則為(wei)懸掛物(wu)體(ti)(ti)的(de)(de)質(zhi)量(liang)除以金(jin)(jin)屬(shu)絲(si)的(de)(de)橫截面積(ji)。具(ju)體(ti)(ti)實驗方法(fa)為(wei):首(shou)先(xian)將(jiang)金(jin)(jin)屬(shu)絲(si)固定在(zai)兩個(ge)鉤子(zi)上,調節懸掛重物(wu)的(de)(de)質(zhi)量(liang),分別(bie)稱量(liang)不同質(zhi)量(liang)物(wu)體(ti)(ti)并記錄金(jin)(jin)屬(shu)絲(si)的(de)(de)長(chang)(chang)度。然后(hou),分別(bie)掃描記錄桿(gan)的(de)(de)讀數,緊接著在(zai)計算機(ji)上讀取數據(ju)并計算得(de)到楊(yang)氏模量(liang)。
2、懸掛法
該方(fang)法(fa)是把(ba)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)絲(si)間隔拉伸并(bing)(bing)掛(gua)在(zai)相同高度(du)(du)的(de)(de)兩(liang)個插銷上(shang),由于其(qi)重力(li)(li)作用,金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)絲(si)會發(fa)生不同的(de)(de)懸掛(gua)狀態,測定(ding)每種懸掛(gua)狀態下金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)絲(si)的(de)(de)長(chang)度(du)(du)和(he)(he)質(zhi)量(liang)(liang)(liang),并(bing)(bing)計算出(chu)應力(li)(li)和(he)(he)應變,從而得(de)出(chu)楊氏模(mo)量(liang)(liang)(liang)。具體(ti)實驗(yan)方(fang)法(fa)為:首先將金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)絲(si)在(zai)固(gu)定(ding)點上(shang)固(gu)定(ding),并(bing)(bing)在(zai)中心掛(gua)兩(liang)個相距稍遠的(de)(de)容(rong)器(qi),分別(bie)從上(shang)方(fang)放入掛(gua)有(you)不同質(zhi)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)砝(fa)碼。然后,觀(guan)察金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)絲(si)的(de)(de)懸掛(gua)狀態并(bing)(bing)分別(bie)記(ji)錄(lu)下金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)絲(si)的(de)(de)長(chang)度(du)(du)和(he)(he)質(zhi)量(liang)(liang)(liang),最后計算得(de)到楊氏模(mo)量(liang)(liang)(liang)。
3、懸掛輪法
該方法(fa)是將金(jin)屬(shu)絲(si)固定(ding)(ding)在兩(liang)端的(de)輪(lun)上,輪(lun)子(zi)質量越高(gao),金(jin)屬(shu)絲(si)所掛載(zai)的(de)物(wu)體(ti)質量也就(jiu)越大(da),從而得到(dao)不同的(de)應(ying)變和應(ying)力。具體(ti)實驗方法(fa)為:首先定(ding)(ding)制實驗裝(zhuang)置,將金(jin)屬(shu)絲(si)固定(ding)(ding)在正中間的(de)輪(lun)上,分別固定(ding)(ding)其兩(liang)端。然后(hou)(hou),在輪(lun)子(zi)上加上逐漸增大(da)的(de)質量,直到(dao)輪(lun)子(zi)開始停(ting)止轉動,記錄下(xia)這時(shi)各參數的(de)值。最后(hou)(hou),對(dui)數據進行處理(li),求得楊氏(shi)模(mo)量。
總的(de)(de)(de)(de)(de)來說(shuo),金屬絲楊氏(shi)模量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)測量(liang)方法有(you)許多不同的(de)(de)(de)(de)(de)方式(shi),不同的(de)(de)(de)(de)(de)方法的(de)(de)(de)(de)(de)特點與優(you)勢不同,科學家(jia)可以(yi)根據實驗的(de)(de)(de)(de)(de)需求及實驗室(shi)條件(jian)選擇(ze)適合的(de)(de)(de)(de)(de)方法。