Youngs modul
Youngs modul, numerisk konstant, opkaldt efter den engelske læge og fysiker Thomas Young fra det 18.århundrede, der beskriver de elastiske egenskaber ved et fast stof, der gennemgår spænding eller kompression i kun en retning, som i tilfældet med en metalstang, der efter at være strakt eller komprimeret i længderetningen vender tilbage til sin oprindelige længde. Youngs modul er et mål for et materiales evne til at modstå ændringer i længden, når det er under længderetning eller kompression. Nogle gange benævnt elasticitetsmodulet, Youngs modul er lig med den langsgående spænding divideret med stammen. Stress og belastning kan beskrives som følger i tilfælde af en metalstang under spænding.
Hvis en metalstang med tværsnitsareal a trækkes af en kraft F i hver ende, strækker stangen sig fra sin oprindelige længde L0 til en ny længde Ln. (Samtidig falder tværsnittet.) Spændingen er kvotienten af trækkraften divideret med tværsnitsarealet eller F / A. Stammen eller den relative deformation er ændringen i længde, Ln − L0, divideret med den oprindelige længde eller (Ln − L0)/L0. (Stammen er dimensionsløs.) Youngs modul kan således udtrykkes matematisk som
Encyclopedia Britannica, inc.
Youngs modul = stress/stamme = (FL0)/a(Ln − L0).
Dette er en specifik form for Hookes elasticitetslov. Enhederne i Youngs modul i det engelske system er pund pr. kvadrat tomme (psi) og i det metriske system nyheder pr.kvadratmeter (N/m2). Værdien af Youngs modul for aluminium er omkring 1,0 liter 107 psi eller 7,0 liter 1010 N/m2. Værdien for stål er cirka tre gange større, hvilket betyder, at det tager tre gange så meget kraft at strække en stålstang i samme mængde som en lignende formet aluminiumsstang.
Youngs modul er kun meningsfuldt i det område, hvor spændingen er proportional med stammen, og materialet vender tilbage til dets oprindelige dimensioner, når den eksterne kraft fjernes. Efterhånden som spændingerne stiger, kan materialet enten strømme, gennemgå permanent deformation eller endelig bryde.
når en metalstang under spænding er langstrakt, er dens bredde lidt formindsket. Denne laterale krympning udgør en tværgående belastning, der er lig med ændringen i bredden divideret med den oprindelige bredde. Forholdet mellem den tværgående stamme og den langsgående stamme kaldes Poissons forhold. Den gennemsnitlige værdi af Poisson ‘ s forhold for stål er 0,28 og for aluminiumlegeringer-0,33. Mængden af materialer, der har Poissons forhold mindre end 0,50, øges under langsgående spænding og falder under langsgående kompression.
Leave a Reply