고무 막대의 끝을 서로를 향해 밀면압축막대를 어느 정도 단축시킬 수 있습니다. 끝을 서로 떼어 내면 힘이장력,막대를 세로로 늘릴 수 있습니다. 한쪽 끝을 당신쪽으로 잡아 당기고 다른 쪽 끝은 당신에게서 멀어지게한다면,전단힘, 막대가 대각선으로 늘어납니다.
탄성 계수 (이자형)는 동일한 전단 계수도 있지만 압축 또는 인장 상태에서 재료의 강성을 측정 한 것입니다. 그것은 재료의 속성이며 물체의 모양이나 크기에 의존하지 않습니다.
작은 고무 조각은 큰 고무 조각과 동일한 탄성 계수를 갖습니다.탄성 계수영국 과학자 Thomas Young의 이름을 따서 명명 된 Young 's modulus라고도하는은 물체를 쥐거나 늘이는 힘을 그에 따른 길이 변화와 관련시킵니다.
스트레스와 스트레인이란?
스트레스 (σ)는 단위 면적당 압축 또는 장력이며 다음과 같이 정의됩니다.
\ sigma = \ frac {F} {A}
여기서 F는 힘이고 A는 힘이 적용되는 단면적입니다. 미터법에서 응력은 일반적으로 파스칼 (Pa), 평방 미터당 뉴턴 (N / m2) 또는 제곱 밀리미터 당 뉴턴 (N / mm2).
물체에 스트레스가 가해지면 모양의 변화를변형.압박이나 장력에 반응하여정상적인 변형 (ε)는 다음 비율로 제공됩니다.
\ epsilon = \ frac {\ Delta L} {L}
이 경우 Δ엘길이의 변화이고엘원래 길이입니다. 정상적인 변형 또는 단순히변형, 차원이 없습니다.
탄성 변형과 소성 변형의 차이점
변형이 너무 크지 않은 한 고무와 같은 재료는 늘어난 다음 힘이 제거되면 원래 모양과 크기로 돌아올 수 있습니다. 고무는 경험했습니다탄력있는변형은 형태의 가역적 변화입니다. 대부분의 재료는 강철과 같은 단단한 금속에서는 작지만 약간의 탄성 변형을 견딜 수 있습니다.
그러나 응력이 너무 크면 재료가플라스틱변형 및 영구적으로 모양 변경. 고무 밴드가 두 개로 맞 물릴 때까지 당길 때와 같이 재료가 부서지는 지점까지 스트레스가 증가 할 수도 있습니다.
탄성 계수 공식 사용
탄성 계수 방정식은 압축 또는 인장으로 인한 탄성 변형 조건에서만 사용됩니다. 탄성 계수는 단순히 응력을 변형으로 나눈 값입니다.
E = \ frac {\ sigma} {\ epsilon}
파스칼 단위 (Pa), 평방 미터당 뉴턴 (N / m2) 또는 제곱 밀리미터 당 뉴턴 (N / mm2). 대부분의 재료에서 탄성 계수가 너무 커서 일반적으로 메가 파스칼 (MPa) 또는 기가 파스칼 (GPa)로 표시됩니다.
재료의 강도를 테스트하기 위해 기기는 더 크고 더 큰 힘으로 샘플의 끝을 잡아 당겨 길이의 변화를 측정합니다. 때로는 샘플이 파손될 때까지 측정합니다. 적용된 힘으로부터 응력을 계산할 수 있도록 샘플의 단면적을 정의하고 알고 있어야합니다. 예를 들어, 연강에 대한 테스트 데이터를 응력-변형 곡선으로 플롯 한 다음 강철의 탄성 계수를 결정하는 데 사용할 수 있습니다.
응력-변형 곡선의 탄성 계수
탄성 변형은 낮은 변형률에서 발생하며 응력에 비례합니다. 응력-변형 곡선에서이 동작은 약 1 % 미만의 변형에 대한 직선 영역으로 표시됩니다. 따라서 1 %는 탄성 한계 또는 가역적 변형 한계입니다.
예를 들어, 강철의 탄성 계수를 결정하려면 먼저 탄성 영역을 식별하십시오. 응력-변형 곡선의 변형은 약 1 % 미만의 변형에 적용됩니다. 또는ε= 0.01. 그 지점에서 상응하는 스트레스는σ= 250 N / mm2. 따라서 탄성 계수 공식을 사용하면 강철의 탄성 계수는 다음과 같습니다.
E = \ frac {\ sigma} {\ epsilon} = \ frac {250} {0.01} = 25,000 \ text {N / mm} ^ 2