應(yīng)力,應(yīng)變和彈性模量是什么意思,它與碳纖維 |
發(fā)布時(shí)間:2022-10-13 15:46 | 瀏覽次數(shù): |
彈性模量是在肯定應(yīng)力下,材料在施加應(yīng)力下對(duì)彈性(非永世性)變形的抵抗力的度量。這也可以詮釋為材料的“剛度”。決定該測量的因素是施加在材料上的應(yīng)力除以所表現(xiàn)的應(yīng)變。“ E”是此測量的符號(hào)。 壓力
應(yīng)力σ= F / A 應(yīng)變
應(yīng)變ε= dL / L 彈性模量
彈性模量E =(F / A)÷(dL / L)=σ÷ε 跳水板 想想一個(gè)木制的跳水板。您站在一端,而在另一端得到支撐。隨著木板在您的重量下彎曲,外形會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)變。假如使用各種權(quán)重測量差異,則數(shù)據(jù)點(diǎn)將創(chuàng)建一個(gè)斜率,從而創(chuàng)建您的彈性模量。跳水板的剛性取決于所用木材的類型。Douglas Fir具有13 GPa(1.9 Msi)的彈性模量。橡木的E值為11 GPa(1.6 Msi),而松樹的E值為9 GPa(1.3 Msi),比花旗松(Douglas Fir)更具彈性。當(dāng)代跳水板由飛機(jī)級(jí)鋁制69 GPa(10 Msi)制成。 碳纖維 那么這與碳纖維有什么關(guān)系呢?碳纖維技術(shù)是輕質(zhì),剛性材料的驚人突破。曩昔用標(biāo)準(zhǔn)建筑材料制造的物品可以用碳纖維制造得更輕更結(jié)實(shí)。顯然,跳水板必要彎曲。一種由碳纖維(228 GPa,33 Msi)制成的設(shè)備不可行。但是,無人機(jī)的螺旋槳或敏感設(shè)備的外殼必要結(jié)實(shí),輕巧的材料。當(dāng)計(jì)算每盎司或每克時(shí),碳纖維材料可以在保持接地與起飛之間發(fā)揮作用。無人駕駛飛機(jī)(UAV)和大型飛機(jī)可受益于碳纖維的輕量化特征和光滑油滑的表面。自行車制造商可以在減輕重量的同時(shí)大大進(jìn)步其產(chǎn)品的強(qiáng)度和耐用性。制造商可以制造出時(shí)尚,當(dāng)代,重量更輕,以及使用壽命更長的設(shè)備和家具。因?yàn)橹亓肯薅ɑ蛏眢w壓力(骨骼的E值為76 GPa(11 Msi)),輕型無人駕駛的車輛無法在任何人都能使用的地方工作。使用碳纖維,您將獲得大約一個(gè)的彈性模量228 GPa(33 Msi),而一些高剛性碳纖維材料的E值為760 GPa(110 Msi)。 其他應(yīng)用 英特力碳纖維還能實(shí)現(xiàn)什么? 聲音工程師可以行使強(qiáng)度,耐用性和天然共鳴來使樂器和聲音設(shè)備具有更快的相應(yīng)速度和更輕的重量。航空工程師可以通過替換碳纖維將工具重量削減50%或更多。醫(yī)學(xué)成像設(shè)備得益于英特力碳纖維的充足強(qiáng)度和剛度;即使在大劑量的X射線和γ射線照射后,也能在負(fù)載下保持臨界尺寸而不會(huì)隨著時(shí)間而分解。碳纖維的剛性加上不到鋁的一半的重量,使工程師能夠進(jìn)行創(chuàng)新,從而在消耗類產(chǎn)品和制造業(yè)中打造下一代產(chǎn)品。 |
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