Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!

Будь-яка величина повинна і може бути виміряна, навіть така специфічна, як пружність різного роду матеріалів. Наприклад, необхідно розрахувати, як саме деформується і при цьому яке виявиться опір той чи інший виріб в тій чи іншій ситуації. Тоді необхідно вдатися до спеціальної одиниці виміру - модулю Юнга і таблиці вимірювань для конкретного виду металу.

Опис і характеристики одиниці виміру

Найменування величини ступеня жорсткості було дано на ім'я його творця - англійської відомого фізика, який проводив дослідження в області стиснення і розтягування різних жорстких матеріалів, а також в процесах, які проходять при механічному впливі. Про модулі Юнга справедливо згадати наступне:

  • це така одиниця виміру, яка в цифровому вираженні показує поздовжнє пружність матеріалу будь-якої конструкції;
  • ця величина виражає в числах властивості конкретної матерії;
  • відображає характер його деформації в поздовжньому напрямку при надаються впливі.

А якщо зовсім просто, то ця одиниця виміру просто показує, наскільки жорсткий конкретний матеріал.

Буква Е є позначенням модуля Юнга. Згідно вітчизняній системі розрахунків, вимір цієї величини відбувається в Паскалях. При цьому Міжнародна система одиниць вираховує цю величину в ньютонах, помножених на метр в квадраті (СІ).

Модуль поздовжньої жорсткості застосовується при різного роду обчисленнях під час перевірки структур речовин на ступінь реакції при стисненні, розтягненні, перегибании.

Слід зазначити, що найбільша кількість конструкційних матеріалів, які використовують в таких розрахунках, має досить високий показник модуля Юнга. Найчастіше його значення починається від позначки 109 Паскалей. У зв'язку з цим в більшості випадків для зручності записування обчислень і самих розрахунків застосовують префікс «гіга» (ГПа).

У завданнях по динаміці модуль Юнга сприймається і враховується в набагато більшому сенсі, ніж просто показник жорсткості. У цій області науки дане поняття розглядається як набагато більш загальний показник - перелік можливостей будматеріалів і як середовище проходження процесу реакції їх структури на деформацію.

Показники поздовжньої еластичності

Для певних конструкційних матеріалів, досить часто використовуються для досягнення конкретних практичних результатів, існують вже вивірені показники, зведені в одну таблицю. Зокрема, від їх параметрів стійкості до механічних впливів може залежати термін служби будівельних конструкцій та інших споруд.

Відповідно до зазначеної таблицею, найвищий показник модуля жорсткості відноситься до стали, а найменший - до деревних порід.

Цифрове встановлення модуля Юнга відбувається із застосуванням особливої, спеціально розрахованої діаграми напруги. Там вказується специфічна крива, яка виходить при множинних тестуваннях кожного з окремо взятих будматеріалів на стійкість до механічних впливів.

В такому випадку фізичне значення модуля поздовжньої еластичності полягає у встановленні математично точного відносини середніх показників напруги до відповідних параметрам деформації на окремо взятому відрізку діаграми до конкретних, заздалегідь встановлених меж пропорційності.

Розрахунок поперечної жорсткості

У формі точного вираження модуль Юнга розраховується таким способом: Е = q / е = tga.

Необхідно також згадати і про такий момент, що модуль Юнга являє собою ще й коефіцієнт пропорційності і був застосований в математичному описі закону Гука. Там великим вченим він був зазначений в такому математичному вираженні: Q = Eе.

У зв'язку з цим прямий зв'язок модуля поздовжньої еластичності з виміряють параметрами поперечних розрізів матеріалів, які беруть участь у тестуваннях на твердість, виявляється за допомогою таких виразів, як ЕА і Е1. При цьому:

  • ЕА позначає ступінь жорсткості при стисненні або розтягуванні речовини або будівельного матеріалу в поперечнику;
  • показник A - величину площі стрижневого розрізу;
  • Е1 - це показник твердості при згинанні матерії в її поперечному перерізі;
  • індекс 1 позначає осьової фактор інерції, що виникає в розрізі тестованого матеріалу.

Таким чином, податливість матеріалів при розтягуванні свідчить про здатність і самого матеріалу, і вироби, виконаного з нього, піддаватися лінійному изгибанию. Наприклад, при будівельних роботах це дозволить більш адекватно підібрати матеріал в залежності від його призначення.

З усього цього можна зрозуміти, що модуль Юнга являє собою універсальну величину, завдяки якій з'являється можливість різнобічно і з високою точністю обчислювати і характеризувати якісні характеристики і параметри різних матеріалів.

Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!

Категорія:

Металообробка