Obsah
Modul pružnosti, také nazývaný Youngův modul, se týká schopnosti materiálu odolávat napínacím, stlačovacím a expanzním silám, které jsou vyvolávány vnějšími příčinami. Definuje míru deformace, kterou materiál utrpí při těchto silách, přičemž si stále zachovává paměť svého původního tvaru. Když již neexistují, materiál se tak vrátí do původního tvaru. Tato kapacita, kterou má materiál, se v zásadě scvrkává až do meze kluzu. Pokud vnější síly deformují materiál za tímto bodem, bude trvale deformován a po stažení sil se nevrátí do svého původního tvaru. Pokud vás vnější síly zavedou za napětí podporované bodem maximální pevnosti materiálu, bude to mít za následek zlomení. Přečtěte si následující tipy, abyste zjistili, jak vypočítat modul pružnosti.
Kroky
Metoda 1 ze 3: Pochopte rozdíl mezi napětím a opotřebením
Pamatujte, že materiálové napětí je způsobeno axiálními tažnými silami. Například tahání karamelové cukrovinky podélně způsobí její napnutí v důsledku aplikovaného napětí.
Pochopte, že deformace materiálu je způsobena střižnou silou, kolmou k jeho ose. Například tlačení středu provázku na tenisovou raketu jej ohne kvůli použitému střihu.
Metoda 2 ze 3: Určete data potřebná pro rovnice
Změřte poměrnou změnu objemu (známou také jako otok) materiálu. Použijte známou sílu na materiál ve směru napětí a střihu.Změřte dilataci (), která se vyskytuje v materiálu, pouze s použitím stresu, a poté změřte dilataci (), která se vyskytuje v materiálu, pouze při použití smyku.
Metoda 3 ze 3: Proveďte výpočty
Vypočítejte hrubý modul. Tato hodnota vyjadřuje pevnost materiálu, když je vnější síla aplikována v axiálním směru a vytváří napětí. Vnější tlak (síla krát plocha, na kterou je aplikována síla, vyjádřená v) aplikovaná na materiál, se rovná dilataci (bez měrné jednotky) krát hrubému modulu (vyjádřenému v). Stejně jako hrubý modul bude určen k rozdělení.
Určete smykový modul. Tato hodnota vyjadřuje pevnost materiálu při působení vnější síly v kolmém směru, což způsobuje deformaci. Vnější tlak (síla krát plocha, na kterou je aplikována síla, vyjádřená v) aplikovaná na materiál, se rovná dilataci (bez měrné jednotky) krát násobku smykového modulu (vyjádřeného v). Stejně jako hrubý modul je určen k dělení.
Určete Youngův modul. Stresování materiálu povede k proporcionální deformaci a naopak. Youngův modul popisuje vztah mezi stresem a deformací v něm přítomnou. Toto je lineární vztah spojený s mezí kluzu. Youngův modul se rovná napětí vydělenému deformací.
Tipy
- Při působení vnějších sil na materiál, aby se změřila změna v proporcionálním objemu, vyvarujte se přehánění míry do bodu, kdy materiál překročí mez kluzu. Výsledná trvalá deformace v tomto případě zneplatní získaná data.
- Vnější sínusová síla k měření změny v proporcionálním objemu přinese přesnější hodnoty meze kluzu než při použití homogenní vnější síly.
