Youngi moodul ja selle põhiline füüsiline tähendus

Youngi moodul ja selle põhiline füüsiline tähendus
Youngi moodul ja selle põhiline füüsiline tähendus
Anonim

Konstruktsioonimaterjali pikisuunalise elastsusmoodul ehk Youngi moodul on füüsikaline suurus, mis iseloomustab materjalide omadust, mis tagab nende vastupidavuse pikisuunas mõjuvatele deformatsioonidele.

Youngi moodul
Youngi moodul

Parameeter iseloomustab konkreetse materjali jäikuse astet.

Mooduli nimi vastab Thomas Youngi, kuulsa inglise füüsiku ja teadlase nimele, kes uuris tahkete materjalide kokkusurumis- ja pingeprotsesse. Seda füüsikalist suurust tähistatakse ladina tähega E. Youngi moodulit mõõdetakse pascalites.

Parameetrit Youngi moodul ehk pikisuunalise elastsusmoodul kasutatakse mitmesugustes arvutustes, kui testitakse materjalide deformatsiooniastet pinges-surve- ja paindes.

Peab ütlema, et enamikku kasutatud konstruktsioonimaterjale iseloomustab piisav alt suurte väärtustega Youngi moodulindeks, mis reeglina on suurusjärgus 109 Pa. Seetõttu kasutatakse arvutuste ja salvestamise hõlbustamiseks mitut eesliidet "giga" (GPa).

Allpool on mõnede jaoks Youngi mooduli väärtusedkonstruktsioonimaterjalid, mida sageli kasutatakse erinevatel praktilistel eesmärkidel. Ehituskonstruktsioonide ja muude objektide vastupidavus sõltub nende tugevusomadustest.

Vastav alt ül altoodud tabelile kuulub maksimaalne moodul terasele ja minimaalne puidule.

Mõnede konstruktsioonimaterjalide Youngi mooduli väärtus

Materiaali nimi

Indikaator

E, [GPa]

Materiaali nimi

Indikaator

E, [GPa]

chrome 300 messing 95
nikkel 210 duralumiinium 74
teras 200 alumiinium 70
malm 120 klaas 70
chrome 110 tina 35
hall malm 110 betoon 20
räni 110 juht 18
pronks 100 puu 10
Youngi mooduli füüsiline tähendus
Youngi mooduli füüsiline tähendus

Graafiline Youngi mooduli määramine on võimalik spetsiaalse pingediagrammi abil, mis näitab sama materjali korduvatel tugevuskatsetel saadud kõverat.

Sellisel juhul on Youngi mooduli füüsikaline tähendus leida normaalpingete matemaatiline suhe vastavassedeformatsiooninäitajad diagrammi teatud osas kuni konkreetselt etteantud proportsionaalsuspiirini σpc.

Matemaatilise avaldise kujul näeb Youngi moodul välja selline: E=σ/ε=tgα

Samuti tuleks öelda, et Youngi moodul on ka proportsionaalsustegur Hooke'i seaduse matemaatilises kirjelduses, mis näeb välja selline: σ=Eε

Youngi mooduli määratlus
Youngi mooduli määratlus

Seetõttu väljendatakse elastsusmooduli otsest seost jäikustestides osalevate materjalide ristlõigete mõõdetud karakteristikutega selliste näitajate nagu EA ja E1 abil.

EA on mõõt materjali tõmbe-survejäikus selle ristlõikes, kus A on varda ristlõike pindala väärtus.

E1 on materjali paindejäikus selle ristlõikes, kus 1 on testitava materjali ristlõikes esineva teljesuunalise inertsimomendi väärtus.

Seega on Youngi moodul universaalne näitaja, mis võimaldab iseloomustada materjali tugevusomadusi mitmest küljest.

Soovitan: