İçerik
- Gerilme ve Şekil Değiştirme Nedir?
- Elastik ve Plastik Deformasyon Arasındaki Fark
- Esneklik Modülünü Kullanma
- Gerilme-Şekil Değiştirme Eğrisinden Elastik Modül
Bir lastik çubuğun uçlarını birbirine doğru iterseniz, bir sıkıştırma kuvvet ve çubuk bir miktar kısaltabilir. Uçları birbirinden uzağa çekerseniz, kuvvet denir. gerginlik, ve çubuğu boyuna uzatabilirsiniz. Bir ucunu kendinize doğru ve diğer ucunu kendinizden uzağa bağlarsanız, makaslama kuvvet, çubuk çapraz olarak uzanır.
Elastik modülü (E) bir eşdeğer kayma modülü olmasına rağmen, sıkıştırma veya gerginlik altındaki bir malzemenin sertliğinin bir ölçüsüdür. Malzemenin bir özelliğidir ve nesnenin şekline veya boyutuna bağlı değildir.
Küçük bir lastik parçası, büyük bir lastik parçası ile aynı elastik modüle sahiptir. Elastik modülüİngiliz bilim adamı Thomas Young'ın adını taşıyan Young’ın modülü olarak da bilinen, bir nesneyi sıkma ya da sonuçtaki uzunluktaki değişime gerdirme gücü ile ilgilidir.
Gerilme ve Şekil Değiştirme Nedir?
Stres (σ) birim alandaki sıkıştırma veya gerginliktir ve şöyle tanımlanır: σ = F / bir. Burada F kuvvettir ve A, kuvvetin uygulandığı kesit alanıdır. Metrik sistemde, stres genel olarak pascal (Pa), metrekare başına newton (N / m) cinsinden ifade edilir.2) veya milimetre kare başına yeniler (N / mm2).
Bir nesneye stres uygulandığında, şekildeki değişiklik denir. Gerginlik. Sıkıştırma veya gerginlik karşısında, normal zorlanma (ε) orantı ile verilir: ε = Δ_L_ / L. Bu durumda Δ_L_, uzunluk ve L orijinal uzunluktur. Normal zorlanma veya basitçe Gerginlik, boyutsuzdur.
Elastik ve Plastik Deformasyon Arasındaki Fark
Deformasyon çok büyük olmadığı sürece, lastik gibi bir malzeme esnetilebilir, daha sonra kuvvet çıkarıldığında orijinal şekline ve boyutuna geri dönebilir; kauçuk yaşadı elastik biçimin geri dönüşümlü bir değişimi olan deformasyon. Çoğu malzeme bir miktar elastik deformasyon sağlayabilir, ancak çelik gibi sert bir metalde küçük olabilir.
Eğer stres çok büyükse, bir malzeme plastik deformasyon ve kalıcı şekil değiştirir. Stres, bir lastik şeridi ikiye oturana kadar çekerken olduğu gibi, malzemenin kırıldığı noktaya kadar bile yükselebilir.
Esneklik Modülünü Kullanma
Elastikiyet denklemi modülü sadece sıkıştırma veya gerilmeden kaynaklanan elastik deformasyon koşulları altında kullanılır. Elastikiyet modülü, basitçe gerilme tarafından gerilmedir: E = σ / ε pascals birimleri (Pa), metrekare başına newtonlar (N / m2) veya milimetre kare başına yeniler (N / mm2). Çoğu malzeme için elastik modül, normalde megapaskal (MPa) veya gigapaskal (GPa) olarak ifade edilecek kadar büyüktür.
Malzemelerin mukavemetini test etmek için, bir cihaz, numunenin uçlarını daha büyük ve daha büyük bir kuvvetle çeker ve sonuçta meydana gelen değişimi, bazen numune kopana kadar ölçer. Numunenin kesit alanı, uygulanan kuvvetten gelen stresin hesaplanmasına izin verecek şekilde tanımlanmalı ve bilinmelidir. Örneğin, hafif çelik üzerindeki bir testten elde edilen veriler, daha sonra çeliğin elastikiyet modülünü belirlemek için kullanılabilen bir gerilme-gerilim eğrisi olarak çizilebilir.
Gerilme-Şekil Değiştirme Eğrisinden Elastik Modül
Elastik deformasyon, düşük suşlarda meydana gelir ve stres ile orantılıdır. Gerilme-gerinme eğrisinde, bu davranış, yüzde 1'den daha az gerilimler için düz çizgi bir bölge olarak görülür. Yani yüzde 1 elastik sınır veya geri dönüşümlü deformasyonun sınırıdır.
Çeliğin elastikiyet modülünü belirlemek için, örneğin, ilk önce şimdi yaklaşık yüzde 1'den daha az olan gerilmelere uygulandığını gördüğünüz gerilme-gerilme eğrisindeki elastik deformasyon bölgesini tanımlayın veya ε = 0.01. Bu noktada karşılık gelen stres σ = 250 N / mm2. Bu nedenle, elastikiyet modülü formülünü kullanarak, çeliğin elastikiyet modülü kullanılır. E = σ / ε = 250 N / mm2 / 0.01 veya 25.000 N / mm2.