Youngo modulis ir jo pagrindinė fizinė reikšmė

Youngo modulis ir jo pagrindinė fizinė reikšmė
Youngo modulis ir jo pagrindinė fizinė reikšmė
Anonim

Struktūrinės medžiagos išilginio tamprumo modulis arba Youngo modulis yra fizikinis dydis, apibūdinantis medžiagų savybę, užtikrinančią jų atsparumą deformacijoms, veikiančioms išilgine kryptimi.

Youngo modulis
Youngo modulis

Parametras apibūdina tam tikros medžiagos standumo laipsnį.

Modulio pavadinimas atitinka Thomas Young, garsaus anglų fiziko ir mokslininko, tyrusio kietųjų medžiagų suspaudimo ir tempimo procesus, vardą. Šis fizikinis dydis žymimas lotyniška raide E. Youngo modulis matuojamas paskaliais.

Parametras Youngo modulis arba išilginio tamprumo modulis naudojamas įvairiuose skaičiavimuose, kai bandomos medžiagos deformacijos laipsniui įtempiant-suspaudžiant, taip pat lenkiant.

Reikia pasakyti, kad daugumai naudojamų konstrukcinių medžiagų būdingas pakankamai didelių dydžių Youngo modulio indeksas, kuris, kaip taisyklė, yra 109 Pa. Todėl skaičiavimų ir įrašymo patogumui naudojamas daugkartinis priešdėlis „giga“(GPa).

Toliau pateiktos Youngo modulio vertės kai kuriemskonstrukcines medžiagas, kurios dažnai naudojamos įvairiems praktiniams tikslams. Statybinių konstrukcijų ir kitų objektų ilgaamžiškumas priklauso nuo jų stiprumo savybių.

Pagal aukščiau pateiktą lentelę didžiausias modulis priklauso plienui, o mažiausias - medienai.

Kai kurių konstrukcinių medžiagų Youngo modulio vertė

Medžiagos pavadinimas

Indikatorius

E, [GPa]

Medžiagos pavadinimas

Indikatorius

E, [GPa]

chromas 300 žalvaris 95
nikelis 210 duraliuminis 74
plienas 200 aliuminis 70
ketaus 120 stiklas 70
chromas 110 skardinė 35
pilkas ketus 110 betonas 20
silicis 110 lead 18
bronza 100 medis 10
fizinė Youngo modulio reikšmė
fizinė Youngo modulio reikšmė

Grafinis Youngo modulio nustatymas galimas naudojant specialią įtempių diagramą, kurioje pavaizduota kreivė, gauta atliekant pakartotinius tos pačios medžiagos stiprumo bandymus.

Šiuo atveju fizikinė Youngo modulio prasmė yra rasti matematinį normaliųjų įtempių santykį su atitinkamudeformacijos rodikliai tam tikroje diagramos dalyje iki konkrečiai nurodytos proporcingumo ribos σpc.

Matematinės išraiškos pavidalu Youngo modulis atrodo taip: E=σ/ε=tgα

Taip pat reikėtų pasakyti, kad Youngo modulis taip pat yra proporcingumo koeficientas matematiniame Huko dėsnio aprašyme, kuris atrodo taip: σ=Eε

Youngo modulio apibrėžimas
Youngo modulio apibrėžimas

Todėl tiesioginis tamprumo modulio ryšys su išmatuotomis medžiagų, dalyvaujančių atliekant standumo bandymus, skerspjūvių charakteristikas, išreiškiamas tokiais rodikliais kaip EA ir E1.

EA yra matas medžiagos tempiamasis ir gniuždomasis standumas jos skerspjūvyje, kur A yra strypo skerspjūvio ploto vertė.

E1 yra medžiagos lenkimo standumas jos skerspjūvyje, kur 1 yra ašinio inercijos momento, atsirandančio bandomos medžiagos skerspjūvyje, reikšmė.

Taigi Youngo modulis yra universalus rodiklis, leidžiantis apibūdinti medžiagos stiprumo savybes iš kelių pusių.

Rekomenduojamas: