Tartalom
- Mik a stressz és a feszültség?
- A különbség a elasztikus és a plasztikus deformáció között
- Az elaszticitási képlet használata
- Rugalmas modulus a feszültség-feszültség görbéből
Ha a gumirudakat egymás felé tolja, akkor a összenyomás erőt és lerövidítheti a rudat valamivel. Ha húzza le a végeket egymástól, akkor az erő meghívásra kerül feszültség, és meghosszabbíthatja a rudat. Ha az egyik végét maga felé húzza, a másik végét magától húzza, az úgynevezett a segítségével nyírás erő, a rúd átlósan húzódik.
Rugalmassági modulus (E) az anyag merevségének mértéke nyomás vagy feszítés alatt, bár van egy ekvivalens nyírási modulus is. Ez az anyag tulajdonsága, és nem függ a tárgy alakjától vagy méretétől.
Egy kis darab gumi ugyanolyan rugalmassági modulusú, mint egy nagy darab gumi. Rugalmassági modulusThomas Young néven is ismert, és a brit brit tudós elnevezése szerint egy tárgy megpréselésének vagy meghosszabbításának erejét az ebből eredő hosszúság-változáshoz kapcsolja.
Mik a stressz és a feszültség?
Feszültség (σ) a tömörítés vagy a feszültség egységenként, és meghatározása a következő: σ = F / A. Itt F az erő, és A az a keresztmetszeti terület, ahol az erő alkalmazandó. A metrikus rendszerben a stresszt általában paskalok egységében (Pa), newton / négyzetméter (N / m) fejezik ki2) vagy newton / négyzet milliméter (N / mm2).
Amikor egy tárgyra stresszt gyakorolnak, az alakváltozást hívják törzs. A kompresszió vagy feszültség hatására normál törzs (ε) az arány szerint adódik: ε = Δ_L_ / L. Ebben az esetben Δ_L_ a hossz és L az eredeti hossz. Normál törzs, vagy egyszerűen deformáció, dimenzió nélküli.
A különbség a elasztikus és a plasztikus deformáció között
Mindaddig, amíg a deformáció nem túl nagy, olyan anyag, mint a gumi, nyújthat, majd az erő eltávolításakor visszatér eredeti formájába és méretébe; a gumi megtapasztalta rugalmas deformáció, amely visszafordítható alakváltozás. A legtöbb anyag képes fenntartani bizonyos mértékű rugalmas deformációt, bár az ilyen kemény fémben, például acélban kicsi lehet.
Ha a stressz túl nagy, akkor egy anyag megy keresztül műanyag deformáció és tartósan megváltoztatja az alakját. A stressz akár olyan mértékben is növekedhet, amikor az anyag eltörik, például amikor gumizsákot húz, amíg ketté nem kattan.
Az elaszticitási képlet használata
A rugalmassági egyenletet csak akkor alkalmazzák, ha a kompresszió vagy a feszültség miatt rugalmas alakváltozás következik be. A rugalmassági modult egyszerűen a feszültség és a feszültség osztja: E = σ / ε mértékegységekkel (Pa), newton négyzetméterenként (N / m2) vagy newton / négyzet milliméter (N / mm2). A legtöbb anyag esetében a rugalmassági modulus olyan nagy, hogy általában megapaszkal (MPa) vagy gigapaszkal (GPa) fejezik ki.
Az anyagok szilárdságának teszteléséhez egy műszer nagyobb és nagyobb erővel húzza meg a minta végét, és időnként megméri a kapott hossz változását, amíg a minta meg nem szakad. A minta keresztmetszetének területét meg kell határozni és ismertnek kell lennie, lehetővé téve a feszültség kiszámítását az alkalmazott erő alapján. Például az enyhe acéllel végzett vizsgálat eredményeit feszültség-feszültség görbeként ábrázolhatjuk, amely felhasználható az acél rugalmassági modulusának meghatározására.
Rugalmas modulus a feszültség-feszültség görbéből
A elasztikus deformáció alacsony feszültségeknél fordul elő, és arányos a feszültséggel. A feszültség-feszültség görbén ez a viselkedés egyenes vonalként jelenik meg az 1% -nál kevesebb törzseknél. Tehát 1 százalék a rugalmas határ vagy a reverzibilis deformáció határa.
Az acél rugalmassági moduljának meghatározásához például először meg kell határozni a rugalmas deformáció régiót a feszültség-feszültség görbén, amely most látható az 1% -nál kevesebb feszültségekre, vagy ε = 0,01. A megfelelő stressz ezen a ponton: σ = 250 N / mm2. Ezért a rugalmassági modulus képlet alkalmazásával az acél rugalmassági modulusa: E = σ / ε = 250 N / mm2 / 0,01 vagy 25 000 N / mm2.