Kandungan
Memikirkan berapa banyak berat jambatan boleh ditahan bergantung kepada bagaimana ia bertindak balas kepada tekanan dan ketegangan kereta dan kenderaan lain yang menyeberanginya. Tetapi, untuk perubahan yang paling kecil dalam stres, anda memerlukan tolok terikan yang dapat memberi anda nilai-nilai tekanan yang lebih kecil. Nilai microstrain membantu anda dengan itu.
Microstrain
Tekanan diukur menggunakan "sigma" σ = F / A untuk kuasa F pada objek dan kawasan A di mana daya digunakan. Anda boleh mengukur tekanan dengan cara ini dengan mudah jika anda tahu kekuatan dan kawasan. Ini memberi ketegangan unit yang sama seperti tekanan. Ini bermakna anda boleh menambah tekanan ke objek sebagai salah satu cara mengukur stres di atasnya.
Anda juga boleh mengetahui berapa banyak ketegangan pada bahan yang menggunakan nilai ketegangan, diukur dengan "epsilon" ε = ΔL / L untuk perubahan panjang ΔL bahan apabila di bawah tekanan dibahagikan dengan panjang sebenar L bahan. Apabila bahan dimampatkan dalam arah tertentu, seperti berat kereta di atas jambatan, bahan itu sendiri dapat berkembang dalam arah tegak lurus dengan berat. Sambutan melegakan atau pemampatan ini, dikenali sebagai Kesan Poisson, membolehkan anda mengira ketegangan.
Ini "ubah bentuk" bahan berlaku pada peringkat mikro untuk kesan mikrostruktur. Walaupun tolok terikan berukuran normal mengukur perubahan panjang bahan mengikut urutan milimeter atau inci, tolok mikro digunakan untuk panjang mikrometer (menggunakan huruf Greek "mu") μm untuk perubahan panjang. Ini bermakna anda akan menggunakan nilai-nilai ε atas perintah 10-6 dalam magnitud untuk mendapatkan microstrain μ__ε. Menukar mikrostrain kepada ketegangan bermakna mendarabkan nilai microstrain sebanyak 10-6.
Tolok mikrostruktur
Sejak ahli kimia Scotland, Lord Kelvin mendapati bahawa bahan yang mengendalikan logam di bawah ketegangan mekanikal menunjukkan perubahan dalam rintangan elektrik, saintis dan jurutera telah meneroka hubungan antara ketegangan dan elektrik untuk memanfaatkan kesan ini. Rintangan elektrik mengukur rintangan wayar ke aliran cas elektrik.
Alat tolok tegangan menggunakan bentuk dawai zigzig seperti itu, apabila anda mengukur rintangan elektrik dalam dawai sebagai arus mengalir melaluinya, anda boleh mengukur berapa banyak ketegangan diletakkan pada wayar. Bentuk grid seperti zigzag meningkatkan kawasan permukaan dawai selari dengan arah ketegangan.
Tolok mikrostruktur melakukan perkara yang sama, tetapi mengukur lebih banyak perubahan miniscule dalam rintangan elektrik ke objek seperti perubahan mikroskop dalam panjang objek. Pengukur strain memanfaatkan hubungan seperti itu, apabila ketegangan pada objek dipindahkan ke tolok ketegangan, tolok itu mengubah rintangan elektriknya mengikut nisbahnya. Pengukur terikan mencari kegunaan dalam baki yang memberikan pengukuran tepat berat objek.
Contoh Tolok Strain Masalah
Masalah contoh mengukur strain dapat menggambarkan kesan ini. Sekiranya tolok tegangan mengukur mikrostruktur 5_μ__ε_ untuk bahan 1 mm panjang, dengan berapa banyak mikrometer yang mengubah panjang bahan tersebut?
Tukar microstrain untuk terikan dengan mengalikannya dengan 10-6 untuk mendapatkan nilai terikan 5 x 10-6, dan menukar 1 mm ke meter dengan mengalikannya dengan 10-3 untuk mendapatkan 10-3 m. Gunakan persamaan untuk ketegangan untuk diselesaikan ΔL dengan 5 x 10-6 = ΔL / 10-3 m_. Selesaikan _ΔL sebagai (5 x 10-6) x (10-3) untuk mendapatkan 5 x 10-9 m, atau 5 x 10-3 μm _._