Younga modulis un tā fiziskā pamata nozīme

Younga modulis un tā fiziskā pamata nozīme
Younga modulis un tā fiziskā pamata nozīme
Anonim

Struktūras materiāla garenelastības modulis jeb Janga modulis ir fizikāls lielums, kas raksturo materiālu īpašību, kas nodrošina to izturību pret deformācijām, kas iedarbojas garenvirzienā.

Younga modulis
Younga modulis

Parametrs raksturo konkrēta materiāla stingrības pakāpi.

Moduļa nosaukums atbilst Tomasa Janga, slavenā angļu fiziķa un zinātnieka vārdam, kurš pētīja cieto materiālu saspiešanas un stiepes procesus. Šo fizisko lielumu apzīmē ar latīņu burtu E. Janga moduli mēra paskālos.

Parametrs Janga modulis jeb gareniskās elastības modulis tiek izmantots dažādos aprēķinos, pārbaudot materiālus deformācijas pakāpei spriegojumā-saspiešanā, kā arī liecē.

Jāsaka, ka lielākajai daļai izmantoto konstrukcijas materiālu ir raksturīgs pietiekami lielu Jaga moduļu indekss, kas, kā likums, ir 109. Pa. Tāpēc aprēķinu un ierakstīšanas ērtībai tiek izmantots daudzkārtējs prefikss "giga" (GPa).

Tālāk ir norādītas Jaga moduļu vērtības dažiemstrukturālie materiāli, kurus bieži izmanto dažādiem praktiskiem mērķiem. Ēku konstrukciju un citu objektu ilgmūžība ir atkarīga no to stiprības īpašībām.

Saskaņā ar augstāk esošo tabulu maksimālais modulis attiecas uz tēraudu, bet minimālais - uz koksni.

Jaga moduļa vērtība dažiem konstrukcijas materiāliem

Materiāla nosaukums

Rādītājs

E, [GPa]

Materiāla nosaukums

Rādītājs

E, [GPa]

hroms 300 misiņš 95
niķelis 210 duralumīnijs 74
tērauds 200 alumīnijs 70
čuguns 120 stikls 70
hroms 110 alva 35
pelēkais čuguns 110 betons 20
silīcijs 110 vads 18
bronza 100 koks 10
Janga moduļa fiziskā nozīme
Janga moduļa fiziskā nozīme

Jaga moduļa grafiskā noteikšana iespējama ar speciālas sprieguma diagrammas palīdzību, kas parāda līkni, kas iegūta, veicot atkārtotas viena un tā paša materiāla stiprības pārbaudes.

Šajā gadījumā Janga moduļa fiziskā nozīme ir atrast normālo spriegumu matemātisko attiecību pret atbilstošodeformācijas rādītāji noteiktā diagrammas sadaļā līdz īpaši noteiktai proporcionalitātes robežai σgab.

Matemātiskas izteiksmes veidā Janga modulis izskatās šādi: E=σ/ε=tgα

Jāsaka arī, ka Janga modulis ir arī proporcionalitātes faktors Huka likuma matemātiskajā aprakstā, kas izskatās šādi: σ=Eε

Younga moduļa definīcija
Younga moduļa definīcija

Tādēļ elastības moduļa tiešā saistība ar izmērītajiem materiālu šķērsgriezumu raksturlielumiem, kas piedalās stinguma pārbaudēs, tiek izteikta, izmantojot tādus rādītājus kā EA un E1.

EA ir mērs materiāla stiepes-spiedes stingrība tā šķērsgriezumā, kur A ir stieņa šķērsgriezuma laukuma vērtība.

E1 ir materiāla lieces stingums tā šķērsgriezumā, kur 1 ir aksiālā inerces momenta vērtība, kas rodas pārbaudāmā materiāla šķērsgriezumā.

Tādējādi Janga modulis ir universāls rādītājs, kas ļauj raksturot materiāla stiprības īpašības no vairākām pusēm.

Ieteicams: