Содержание
Модуль упругости, также называемый модулем Юнга, относится к способности материала противостоять силам растяжения, сжатия и расширения, вызванным внешними причинами. Он определяет степень деформации материала под действием этих сил, сохраняя при этом память о своей первоначальной форме. Таким образом, когда они больше не существуют, материал вернется к своей первоначальной форме. Эта способность материала в основном сводится к пределу текучести при напряжении. Если внешние силы деформируют материал за пределами этой точки, он будет необратимо деформирован и не вернется к своей первоначальной форме при снятии сил. Если внешние силы выведут вас за пределы напряжения, поддерживаемого точкой максимальной прочности материала, это приведет к разрыву. Прочтите следующие советы, чтобы узнать, как рассчитать модуль упругости.
меры
Метод 1 из 3. Поймите разницу между нагрузкой и износом
Обратите внимание, что напряжение материала вызывается силами осевого удлинения. Например, если потянуть карамельную конфету в длину, она растянется из-за приложенного напряжения.
Поймите, что деформация материала вызвана поперечной силой, перпендикулярной его оси. Например, нажатие на середину струны на теннисной ракетке приведет к ее изгибу из-за приложенного сдвига.
Метод 2 из 3: Определите данные, необходимые для уравнений
Измерьте пропорциональное изменение объема (также известное как набухание) материала. Приложите к материалу известную силу в направлениях напряжения и сдвига.Измерьте расширение (), возникающее в материале только при приложении напряжения, а затем измерьте расширение (), которое возникает в материале только при приложении сдвига.
Метод 3 из 3: проведите расчеты
Рассчитайте модуль брутто. Это значение выражает прочность материала при приложении внешней силы в осевом направлении, создающей напряжение. Внешнее давление (сила, умноженная на площадь, на которую действует сила, выраженная в), приложенное к материалу, равно растяжению (без единиц измерения), умноженному на общий модуль (выраженный в). Мол, модуль брутто будет определяться для деления на.
Определите модуль сдвига. Это значение выражает прочность материала при приложении внешней силы в перпендикулярном направлении, вызывающей деформацию. Внешнее давление (сила, умноженная на площадь, на которую действует сила, выраженная в), приложенное к материалу, равно растяжению (без единицы измерения), умноженному на модуль сдвига (выраженное в). Мол, модуль брутто определяется для деления на.
Определите модуль Юнга. Напряжение материала приведет к пропорциональной деформации, и наоборот. Модуль Юнга описывает взаимосвязь между напряжением и деформацией, присутствующей в нем. Это линейная зависимость, связанная с пределом текучести. Модуль Юнга равен напряжению, деленному на перенесенную деформацию.
подсказки
- При приложении внешних сил к материалу, чтобы измерить изменение пропорционального объема, избегайте преувеличения меры до точки, когда материал превышает предел текучести. В результате остаточная деформация в этом случае сделает полученные данные недействительными.
- Внешняя синусоидальная сила для измерения изменения пропорционального объема даст более точные значения предела текучести, чем при приложении однородной внешней силы.
