Bir lastik çubuğun uçlarını birbirine doğru iterseniz,sıkıştırmakuvvet uygulayabilir ve çubuğu bir miktar kısaltabilir. Uçları birbirinden uzaklaştırırsanız kuvvet denir.gerilim,ve çubuğu uzunlamasına uzatabilirsiniz. Bir ucunu kendinize doğru, diğer ucunu sizden uzağa çekerseniz,kesmekuvvet, çubuk çapraz olarak uzanır.
Elastik modülü (E) eşdeğer bir kesme modülü olmasına rağmen, bir malzemenin sıkıştırma veya gerilim altındaki sertliğinin bir ölçüsüdür. Malzemenin bir özelliğidir ve nesnenin şekline veya boyutuna bağlı değildir.
Küçük bir kauçuk parçası, büyük bir kauçuk parçası ile aynı elastikiyet modülüne sahiptir.Elastik modülüAdını İngiliz bilim adamı Thomas Young'dan alan Young modülü olarak da bilinen, bir nesneyi sıkıştırma veya germe kuvvetiyle sonuçta ortaya çıkan uzunluktaki değişiklik arasında ilişki kurar.
Stres ve Gerilme Nedir?
Stres (σ) birim alan başına sıkıştırma veya gerilimdir ve şu şekilde tanımlanır:
\sigma=\frac{F}{A}
Burada F kuvvettir ve A kuvvetin uygulandığı kesit alanıdır. Metrik sistemde, stres genellikle paskal (Pa), metrekare başına Newton (N/m) cinsinden ifade edilir.
2) veya milimetre kare başına Newton (N/mm)2).Bir cisme gerilim uygulandığında şekil değişikliğine denir.Gerginlik.Sıkıştırma veya gerilime tepki olarak,normal zorlanma (ε) orantı ile verilir:
\epsilon=\frac{\Delta L}{L}
Bu durumda ΔLuzunluktaki değişiklik veLorijinal uzunluktur. Normal zorlanma veya basitçeGerginlik, boyutsuzdur.
Elastik ve Plastik Deformasyon Arasındaki Fark
Deformasyon çok büyük olmadığı sürece, kauçuk gibi bir malzeme esneyebilir ve kuvvet kaldırıldığında orijinal şekline ve boyutuna geri dönebilir; kauçuk yaşadıelastikgeri dönüşümlü bir şekil değişikliği olan deformasyon. Çelik gibi sert bir metalde küçük olmasına rağmen, çoğu malzeme bir miktar elastik deformasyonu sürdürebilir.
Bununla birlikte, stres çok büyükse, bir malzemeplastikdeformasyon ve kalıcı şekil değiştirme. Gerilme, bir lastik bandı ikiye oturana kadar çektiğinizde olduğu gibi, bir malzemenin kırıldığı noktaya kadar artabilir.
Elastisite Modülü Formülünü Kullanma
Elastikiyet modülü denklemi, yalnızca sıkıştırma veya gerilimden kaynaklanan elastik deformasyon koşulları altında kullanılır. Elastisite modülü basitçe gerilim bölü gerilimdir:
E=\frac{\sigma}{\epsilon}
birimleri paskal (Pa), metrekare başına Newton (N/m) ile2) veya milimetre kare başına Newton (N/mm)2). Çoğu malzeme için elastik modül o kadar büyüktür ki normalde megapaskal (MPa) veya gigapaskal (GPa) olarak ifade edilir.
Malzemelerin mukavemetini test etmek için, bir alet numunenin uçlarını daha büyük bir kuvvetle çeker ve sonuçta ortaya çıkan uzunluktaki değişikliği, bazen numune kırılıncaya kadar ölçer. Numunenin kesit alanı, uygulanan kuvvetten kaynaklanan stresin hesaplanmasına izin verecek şekilde tanımlanmalı ve bilinmelidir. Örneğin, yumuşak çelik üzerinde yapılan bir testten elde edilen veriler, daha sonra çeliğin elastisite modülünü belirlemek için kullanılabilecek bir gerilim-gerinim eğrisi olarak çizilebilir.
Gerilme-Gerilme Eğrisinden Elastik Modül
Elastik deformasyon düşük gerinimlerde meydana gelir ve gerilme ile orantılıdır. Bir gerilim-gerinim eğrisinde, bu davranış, yaklaşık yüzde 1'den daha az olan gerinimler için düz bir çizgi bölgesi olarak görülebilir. Yani yüzde 1 elastik limit veya tersinir deformasyon limitidir.
Örneğin çeliğin elastisite modülünü belirlemek için önce elastik bölgeyi tanımlayın. şimdi gördüğünüz gerilme-gerinim eğrisindeki deformasyon, yaklaşık yüzde 1'den daha az gerinimler için geçerlidir, veyaε= 0.01. Bu noktada karşılık gelen stresσ= 250 N/mm2. Bu nedenle, elastisite modülü formülü kullanılarak, çeliğin elastisite modülü,
E=\frac{\sigma}{\epsilon}=\frac{250}{0.01}=25.000\text{ N/mm}^2