Kui surute kummivarda otsad üksteise poole, rakendate akokkusuruminejõudu ja võib varda mõne summa võrra lühendada. Kui tõmbate otsad üksteisest eemale, kutsutakse jõudupinge,ja saate varda pikuti venitada. Kui tõmbate ühe otsa enda poole ja teise otsa endast eemale, kasutage nnpügamajõud, varras venib diagonaalselt.
Elastsusmoodul (E) on kokkusurutud või pingutatud materjali jäikuse mõõt, kuigi on olemas ka ekvivalentne nihkemoodul. See on materjali omadus ja ei sõltu objekti kujust ega suurusest.
Väikesel kummitükil on sama elastsusmoodul kui suurel kummitükil.Elastsusmoodul, tuntud ka kui Young’i moodul, mis on nimetatud Briti teadlase Thomas Youngi järgi, seob objekti pigistamise või venitamise jõu sellest tuleneva pikkuse muutusega.
Mis on stress ja pinge?
Stress (σ) on tihendus või pinge pindalaühiku kohta ja on määratletud järgmiselt:
\ sigma = \ frac {F} {A}
Siin on F jõud ja A on ristlõikepindala, kus jõudu rakendatakse. Mõõdikusüsteemis väljendatakse stressi tavaliselt paskaliühikutes (Pa), njuutonites ruutmeetri kohta (N / m2) või njuutonid ruutmillimeetri kohta (N / mm2).
Kui objektile rakendatakse stressi, nimetatakse kuju muutusttüvi.Vastuseks kokkusurumisele või pingeletavaline tüvi (ε) antakse osakaaluna:
\ epsilon = \ frac {\ Delta L} {L}
Sel juhul ΔLon pikkuse ja pikkuse muutusLon algne pikkus. Normaalne koormus või lihtsalttüvi, on mõõtmeteta.
Elastse ja plastilise deformatsiooni erinevus
Niikaua kui deformatsioon pole liiga suur, võib materjal nagu kumm venida, seejärel jõu eemaldamisel jõuda tagasi oma algse kuju ja suurusega; kumm on kogenudelastnedeformatsioon, mis on kuju pöörduv muutus. Enamik materjale suudab säilitada mõningast elastset deformatsiooni, ehkki sitke metalli nagu teras võib see olla väike.
Kui stress on aga liiga suur, läbib see materjaliplastikustdeformatsioon ja muuta kuju püsivalt. Stress võib isegi suureneda kuni punktini, kus materjal puruneb, näiteks kui tõmbate kummipaela, kuni see kaheks klõpsatab.
Elastsuse valemi mooduli kasutamine
Elastsusmooduli võrrandit kasutatakse ainult kokkusurumise või pinge elastse deformatsiooni tingimustes. Elastsusmoodul on lihtsalt pinge jagatud tüvega:
E = \ frac {\ sigma} {\ epsilon}
paskaliühikutega (Pa), njuutonid ruutmeetri kohta (N / m2) või njuutonid ruutmillimeetri kohta (N / mm2). Enamiku materjalide elastsusmoodul on nii suur, et seda väljendatakse tavaliselt megapaskalites (MPa) või gigapaskalites (GPa).
Materjalide tugevuse testimiseks tõmbab instrument suurema ja suurema jõuga proovi otsa ja mõõdab sellest tulenevat pikkuse muutust, mõnikord kuni proov puruneb. Valimi ristlõikepind peab olema määratletud ja teada, võimaldades arvutada rakendatud jõu pinget. Näiteks pehme terasest tehtud katse andmeid saab joonistada pinge-deformatsioonikõverana, mida saab seejärel kasutada terase elastsusmooduli määramiseks.
Elastne moodul stressi-pinge kõveralt
Elastne deformatsioon tekib madalatel pingetel ja on proportsionaalne stressiga. Stressi-tüve kõveral on see käitumine sirgjoonelise piirkonnana nähtav vähem kui umbes 1 protsendi tüvede korral. Nii et 1 protsent on elastsuspiir või pöörduva deformatsiooni piir.
Näiteks terase elastsusmooduli määramiseks tehke kõigepealt kindlaks elastsuse piirkond deformatsioon pinge-deformatsiooni kõveras, mida näete praegu vähem kui 1 protsendi tüvede puhul, võiε= 0.01. Vastav stress selles punktis onσ= 250 N / mm2. Seetõttu on elastsusmooduli valemi abil terase elastsusmoodul
E = \ frac {\ sigma} {\ epsilon} = \ frac {250} {0,01} = 25 000 \ tekst {N / mm} ^ 2