SITE SEARCH

Youngs modul och dess grundläggande fysiska mening

Modulen för longitudinal elasticitet hos strukturenmaterial eller Youngs modul, är en fysisk kvantitet som karakteriserar egenskapen hos material som ger sitt motstånd mot deformationer som verkar i längdriktningen.

Youngs modul

Parametern karakteriserar graden av styvhet hos ett visst material.

Modulens namn motsvarar namnet Thomas Young- En berömd engelsk fysiker och forskare, som studerade kompressionsprocessen och sträckningen för fasta material. Denna fysiska kvantitet betecknas med latinska bokstaven E. Youngs modul i Pascals mäts.

Youngs modulparametern, eller modulen med längdelasticitet, används för olika beräkningar vid materialprovning för graden av deformation i spänningskompression och även vid böjning.

Det bör noteras att de flesta av de använda strukturella materialen kännetecknas av Youngs modul med tillräckligt stora värden, vilka i regel är av storleksordningen 109 Pa. Av praktiska skäl för beräkningar och inspelning används därför ett multipel prefix "giga" (GPa).

Egenskaperna hos Youngs modul förVissa konstruktionsmaterial, som ofta används för olika praktiska ändamål. Det är på deras hållfasthetsegenskaper att hållbarheten hos byggnadsstrukturer och andra föremål beror.

Enligt tabellen ovan hör modulens maximala index till stål och minimivärdet till trädet.

Värdet av Youngs modul för vissa strukturella material
Materialnamn

indikator

E, [GPa]

Materialnamn

indikator

E, [GPa]

krom300mässing95
nickel210duralumin74
stål200aluminium70
gjutjärn120glas70
krom110tenn35
grått gjutjärn110betong20
kisel110leda18
brons100trä10

fysisk betydelse av Youngs modul
En grafisk definition av Youngs modul är möjlig med hjälp av ett speciellt spänningsdiagram, vilket visar en kurva som erhålls genom upprepad testning av samma material för styrka.

I detta fall, den fysiska betydelsen av Youngs modulär att hitta den matematiska relationen mellan normala spänningar och motsvarande deformationsindex i en viss del av diagrammet till en specifik förutbestämd proportionalitetsgräns σmi.

I form av ett matematiskt uttryck är Youngs modul följande: E = σ / ε = tgα

Det bör också sägas att Youngs modul är också en proportionalitetskoefficient i den matematiska beskrivningen av Hooke's law, som ser ut så här: σ = Eε

definition av Youngs modul

Därför är den direkta anslutningen av modulen hos den längsgåendeElasticitet med de uppmätta egenskaperna hos de tvärsektioner av material som är involverade i styvhetstesterna uttrycks med hjälp av indikatorer såsom EA och E1.
EA är ett styvhetsindex vid sträckningskomprimering av ett material i dess tvärsnitt, där A är värdet av stångens tvärsnittsarea.

E1 är ett styvhetsindex vid böjning av ett material i dess tvärsnitt, där 1 är värdet av det axiella momentet för tröghet som uppstår i sektionen av det material som testas.

Youngs modul är således en universell indikator som möjliggör karakterisering av styrkan hos ett material från flera sidor.

</ p>
  • utvärdering: