Come calcolare il modulo di resilienza

"Resilienza" è un termine ingegneristico che si riferisce alla quantità di energia che un materiale può assorbire e ritornare allo stato originale. Il modulo di resilienza μ per un dato composto rappresenta l'area sotto la porzione elastica della curva sforzo-deformazione per quel composto, ed è scritto come:

\mu=\frac{\sigma_1^2}{2E}

Doveσ1 è la deformazione di snervamento ed E è il modulo di Young.

Il modulo di resilienza ha unità di energia per unità di volume. Nel sistema internazionale (SI), questo è Joule per metro cubo o J/m3. Perché un Joule è un Newton-metro, J/m3 è uguale a N/m2.

Passaggio 1: determinare la deformazione e il modulo di Young

Consultare una tabella delle proprietà elastiche di massa dei materiali comuni, come quella sulla pagina web della Georgia State University. Usando l'acciaio come esempio, la deformazione è 2,5 × 108 N/m2 e il modulo di Young è 2 × 1011 N/m2.

Passaggio 2: quadrare il ceppo

(2,5 \times 10^8 \text{ N/m}^2)^2 = 6,25 \times 10^{16}\text{ N}^2\text{/m}^4

Passaggio 3: dividi per il doppio del valore del modulo di Young

2E=2(2\times 10^{11}\text{ N/m}^2)=4\times10^{11}\text{ N/m}^2\\\text{ }\\\frac{ 6.25\times 10^{16}\text{ N}^2\text{/m}^4}{4\times 10^{11}\text{ N/m}^2}=1,5625\times 10^5 \text{ J/m}^3

Mancia

1 psi (libbre per pollice quadrato), un'altra misura comune nella scienza dei materiali, è pari a 6,890 J/m3.

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