Articles

youngův modul pružnosti

modul pružnosti, číselné konstanty, pojmenovaný pro 18. století anglický lékař a fyzik Thomas Young, který popisuje elastické vlastnosti tuhých látek prochází napětí nebo komprese pouze v jednom směru, jako v případě kovové tyče, které poté, co byl roztažen nebo stlačen v podélném směru se vrátí do své původní délky. Youngův modul je měřítkem schopnosti materiálu odolat změnám délky při podélném napětí nebo stlačení. Někdy se označuje jako modul pružnosti, Youngův modul se rovná podélnému napětí dělenému kmenem. Napětí a deformace mohou být popsány následovně v případě kovové tyče pod napětím.

Pokud je kovová tyč o ploše průřezu a tažena silou F na každém konci, tyč se táhne od své původní délky L0 k nové délce Ln. (Současně se průřez snižuje.) Napětí je podíl tahové síly dělený plochou průřezu nebo F/A. Deformace nebo relativní deformace je změna délky, Ln-L0, děleno původní délkou, nebo (Ln-L0) / L0. (Kmen je bezrozměrný.) Tak youngův modul pružnosti může být vyjádřen matematicky jako

Kovový bar pod napětí se zvyšuje, délka a klesá v průřezu
Kovový bar pod napětí se zvyšuje, délka a klesá v průřezu

Encyclopædia Britannica, Inc.

Youngův modul = stres / kmen = (FL0) / a (Ln-L0).

Toto je specifická forma Hookova zákona pružnosti. Jednotky Youngova modulu v anglickém systému jsou libry na čtvereční palec (psi) a v metrickém systému newtons na metr čtvereční (N / m2). Hodnota Youngova modulu pro hliník je asi 1,0 × 107 psi nebo 7,0 × 1010 N / m2. Hodnota oceli je asi třikrát větší, což znamená, že natažení ocelové tyče ve stejném množství jako podobně tvarovaná hliníková tyč vyžaduje třikrát větší sílu.

získejte předplatné Britannica Premium a získejte přístup k exkluzivnímu obsahu. Přihlásit se Nyní

modul pružnosti je smysluplné pouze v rozsahu, v němž stresu je úměrná napětí, a materiál se vrátí do své původní rozměry, kdy vnější síla je odstraněna. Jak se napětí zvyšuje, materiál může buď proudit, podstupovat trvalou deformaci, nebo se nakonec zlomit.

když je kovová tyč pod napětím prodloužena, její šířka se mírně zmenší. Toto boční smrštění představuje příčné napětí, které se rovná změně šířky dělené původní šířkou. Poměr příčného namáhání k podélnému namáhání se nazývá Poissonův poměr. Průměrná hodnota Poissonova poměru pro oceli je 0,28 a pro hliníkové slitiny 0,33. Objem materiálů, které mají poissonovy poměry menší než 0,50, se zvyšuje při podélném napětí a snižuje se při podélném stlačení.