moduł Younga
moduł Younga, stała numeryczna, nazwana na cześć XVIII-wiecznego angielskiego lekarza i fizyka Thomasa Younga, która opisuje właściwości sprężyste ciała stałego poddawanego naprężeniu lub ściskaniu tylko w jednym kierunku, jak w przypadku metalowego pręta, który po rozciągnięciu lub ściśnięciu wzdłużnie powraca do swojej pierwotnej długości. Moduł Younga jest miarą zdolności materiału do wytrzymania zmian długości, gdy pod naprężeniem wzdłużnym lub ściskaniem. Czasami określany jako moduł sprężystości, moduł Younga jest równy naprężeniu podłużnemu podzielonemu przez odkształcenie. Naprężenia i odkształcenia można opisać w następujący sposób w przypadku metalowego pręta pod napięciem.
Jeśli metalowy pręt o przekroju poprzecznym a jest ciągnięty przez siłę F na każdym końcu, pręt rozciąga się od pierwotnej długości L0 do nowej długości Ln. (JednoczeĹ ” nie przekrăłj ten siÄ ™ zmniejsza.) Naprężenie jest ilorazem siły rozciągającej podzielonej przez pole przekroju poprzecznego lub F / A. Odkształcenie lub względne odkształcenie to zmiana długości, LN-L0, podzielona przez pierwotną długość, lub (Ln-L0) / L0. (Szczep jest bezwymiarowy. W ten sposób moduł Younga można wyrazić matematycznie jako
Encyclopædia Britannica, Inc .
moduł Younga = stress/strain = (FL0) / a(LN − L0).
jest to specyficzna forma prawa sprężystości Hooke ’ a. Jednostki modułu Younga w systemie angielskim to funty na cal kwadratowy (psi), a w systemie metrycznym newtony na metr kwadratowy (N/m2). Wartość modułu Younga dla aluminium wynosi około 1,0 × 107 psi lub 7,0 × 1010 N/m2. Wartość dla stali jest około trzy razy większa, co oznacza, że rozciągnięcie pręta stalowego o takiej samej sile jak podobnie ukształtowany pręt aluminiowy wymaga trzy razy większej siły.
moduł Younga ma znaczenie tylko w zakresie, w którym naprężenie jest proporcjonalne do odkształcenia, a materiał powraca do pierwotnych wymiarów po usunięciu siły zewnętrznej. Wraz ze wzrostem naprężeń materiał może albo płynąć, ulegając trwałemu odkształceniu, albo ostatecznie pęknąć.
gdy metalowy pręt pod napięciem jest wydłużony, jego szerokość jest nieznacznie zmniejszona. Ten boczny skurcz stanowi poprzeczne naprężenie, które jest równe zmianie szerokości podzielonej przez pierwotną szerokość. Stosunek naprężenia poprzecznego do naprężenia wzdłużnego nazywa się stosunkiem Poissona. Średnia wartość współczynnika Poissona dla stali wynosi 0,28, a dla stopów aluminium 0,33. Objętość materiałów o współczynnikach Poissona mniejszych niż 0,50 zwiększa się pod naprężeniem wzdłużnym i zmniejsza się pod naprężeniem wzdłużnym.
Leave a Reply