Splošni pojmi
Modul elastičnosti (Youngov modul) je pokazatelj mehanskih lastnosti materiala, ki je značilen za njegovo odpornost na natezno deformacijo . Z drugimi besedami, to je vrednost plastičnosti materiala. Višje kot so vrednosti modula elastičnosti, manjša bo kakršna koli palica pod sicer enakimi obremenitvami (prečni prerez, velikost obremenitve in drugo).
Youngov modul v teoriji elastičnosti je označen s črko E. Gre za komponento Hookejevega zakona (o deformaciji elastičnih teles). Ta vrednost povezuje obremenitve, ki nastajajo v vzorcu, in njihovo deformacijo.
Ta vrednost se meri v skladu s standardnim mednarodnim sistemom enot v MPa (Megapascals) . V praksi pa so inženirji bolj nagnjeni k uporabi dimenzije kgf / cm2.
Ta indikator se eksperimentalno določi v znanstvenih laboratorijih. Bistvo te metode je razbiti vzorce materiala v obliki dumbbela na posebni opremi. Po spoznanju raztezka in napetosti, pri katerem se je vzorec zrušil, se spremenljivi podatki razdelijo drug na drugega. Dobljena vrednost je modul elastičnosti (Young).
Tako je določen le Youngov modul elastičnih materialov: baker, jeklo in tako naprej. In krhki materiali so stisnjeni do takrat, ko se pojavijo razpoke: beton, litina in podobno.
Mehanske lastnosti
Samo pri delu v napetosti ali stiskanju (modul elastičnosti) elastičnosti pomaga ugibati obnašanje materiala . Toda pri upogibanju, rezanju, drobljenju in drugih obremenitvah morate vnesti dodatne parametre:
Togost je zmnožek preseka profila s modulom elastičnosti. S to vrednostjo lahko ocenimo plastičnost gradbišča kot celote, ne pa materiala posebej. Merska enota je kilogram sile.- Vzdolžni raztezek je razmerje med absolutnim raztezkom vzorčnega materiala in njegovo celotno dolžino. Na primer, palico, katere dolžina je 200 milimetrov, je bila uporabljena določena sila. Posledično je postal krajši za 5 milimetrov. Posledično bo raztezek 0, 05. Ta količina je brezrazsežna. Za bolj priročno zaznavanje se včasih pretvori v odstotke.
- Bočno raztezanje se izračuna na enak način kot vzdolžno raztezanje, vendar se namesto dolžine vzame premer palice. Eksperimentalno je bilo ugotovljeno, da je za večjo količino materiala prečna manjša od vzdolžnega raztezka za približno 4-krat.
Poissonovo razmerje. To je razmerje relativne vzdolžne in relativne prečne napetosti. S to vrednostjo je možno v celoti opisati pod vplivom obremenitve spremembe oblike.- Strižni modul opisuje elastične lastnosti pod vplivom tangencialnih lastnosti na vzorec. Z drugimi besedami, ko je vektor sile usmerjen na površino telesa pri 90 stopinjah. Primer takšnih obremenitev je delo žebljev za drobljenje, zakovice za striženje itd. Ta parameter je povezan z viskoznostjo materiala.
- Volumenski modul označuje spremembo volumna vzorca za vsestransko enotno obremenitev. Ta vrednost je razmerje med tlakom v razsutem stanju in skupnim stiskanjem. Kot primer lahko obravnavamo material, potopljen v vodo, na katerega vpliva pritisk tekočine na celotnem območju.
Poleg zgoraj navedenega je vredno omeniti, da imajo nekateri materiali različne mehanske lastnosti, odvisno od smeri tovora . Takšni materiali se imenujejo anizotropni. Primeri tega so tkanine, nekatere vrste kamna, laminirana plastika, les in tako naprej.
Materiali so izotropne mehanske lastnosti in elastična deformacija v kateri koli smeri sta enaki. Takšni materiali vključujejo kovine: aluminij, baker, lito železo, jeklo itd., Kot tudi gumo, beton, naravni kamni, nelaminirane plastike.
Modul elastičnosti
Treba je omeniti, da je ta vrednost spremenljiva. Tudi za en material ima lahko drugačen pomen, odvisno od točk, pri katerih je bila sila uporabljena. Nekateri plastično-elastični materiali imajo skoraj konstantno vrednost modula elastičnosti pri delu tako v napetosti kot pri stiskanju: jeklo, aluminij, baker. Obstajajo pa tudi primeri, ko se ta vrednost meri z obliko profila.
Nekatere vrednosti (vrednost je predstavljena v milijonih kgf / cm2) :
- Aluminij - 0, 7.
- Les čez vlakna - 0, 005.
- Les ob vlaknih - 0, 1.
- Beton - 0, 02.
- Kamniti granitni zid - 0, 09.
- Kamniti zid - 0.03.
- Bron - 1, 00.
- Medenina - 1.01.
- Siva litina - 1.16.
- Belo železo - 1, 15.
Razlika v modulu elastičnosti za jekla glede na njihove blagovne znamke:
Nosilna jekla (SH-15) - 2.1.- Pomlad (60С2) in die (9ХМФ) - 2.03.
- Nerjaveče (12X18H10T) - 2.1.
- Nizko legirana (40X, 30HGSA) - 2.05.
- Običajna kakovost (člen 6, člen 3) - 2, 00.
- Konstrukcijska visoka kakovost (45.20) - 2.01.
Ta vrednost se razlikuje tudi glede na vrsto najema:
- Kabel s kovinskim jedrom - 1, 95.
- Pletena vrv - 1.9.
- Žica visoke trdnosti - 2.1.
Kot je razvidno, so odstopanja vrednosti modula elastične deformacije jekla zanemarljiva. Zato je večina inženirjev, ki izvajajo svoje izračune, zanemarila napake in vzela vrednost 2, 00.