Nuorin moduuli ja sen perusfyysinen merkitys

Rakennemateriaalin tai Youngin moduulin pituussuuntaisen kimmoisuuden kimmokerroin on fyysinen määrä, joka luonnehtii materiaalien ominaisuuksia, jotka tarjoavat vastustuskyvyn pitkittäissuuntaisiin muodonmuutoksiin.

Parametri kuvaa tietyn materiaalin jäykkyyden astetta.

Moduulin nimi vastaa Thomas Youngin nimeä - kuuluisa englantilainen fyysikko ja tiedemies, joka tutki kiinteiden materiaalien puristus- ja venytysprosesseja. Tätä fyysistä määrää kuvataan latinaksi kirjaimella E. Pascalsin Youngin moduuli mitataan.

Parametriä Youngin moduulia tai pituussuuntaisen joustavuuden moduulia käytetään erilaisiin laskelmiin testattaessa materiaaleja muodonmuutoksen asteelle jännityspuristuksessa ja myös taivutuksessa.

On huomattava, että useimmilla käytetyillä rakennemateriaaleilla on runsaasti suuria arvoja sisältävä Youngin moduuli, joka on pääsääntöisesti 10 ⁹ Pa. Siksi laskutoimitusten ja tallentamisen helpottamiseksi käytetään moninkertaista etuliitettä "giga" (GPa).

Alla on Young-moduulin ominaispiirteet joillekin rakennemateriaaleille, joita käytetään usein erilaisiin käytännön tarkoituksiin. Rakenteiden ja muiden esineiden kestävyys riippuu niiden lujuusominaisuuksista.

Edellä olevan taulukon mukaan moduulin enimmäisindeksi kuuluu teräkselle ja vähimmäisarvo puulle.

Nuoren moduulin graafinen määrittely on mahdollista erityisellä jännitysdiagrammalla, joka esittää käyrää, joka saadaan samasta materiaalista toistuvasti testaamalla voimaa.

Tässä tapauksessa Youngin moduulin fyysinen merkitys on löytää normaalien jännitysten matemaattinen suhde vastaavaan muodonmuutosindeksiin tietyn osan kaaviosta tiettyyn ennalta määrättyyn suhteellisuusrajaan σ _pc.

Matemaattisen ilmentymisen muodossa Youngin moduuli näyttää tältä: E = σ / ε = tgα

On myös sanottava, että Youngin moduuli on myös suhteellisuuskerroin Hooken lain matemaattisessa kuvauksessa , joka näyttää tältä: σ = Eε

Siksi pituussuuntaisen kimmomoduulin suora suhde mitattujen ominaisuuksien kanssa, jotka ovat materiaalin poikkileikkauksia, jotka liittyvät jäykkyystesteihin, ilmaistaan indikaattoreiden, kuten EA: n ja E1: n, avulla.
EA on poikkileikkauksen materiaalin vetolujuuden ja jäykkyyden indeksi, jossa A on tangon poikkipinta-alan arvo.

E1 on jäykkyysindeksi, kun taivutetaan materiaalia sen poikkileikkauksessa, missä 1 on testattavan materiaalin osassa esiintyvän inertia- akselin momentin arvo.

Nuoren moduuli on siten universaali indikaattori, joka mahdollistaa materiaalin lujuusominaisuuksien karakterisoinnin monilta puolilta.