Moduł Younga to parametr charakteryzujący zachowanie się materiału sprężystego w zależności od kierunku przyłożenia siły. Jest to jedna z najczęściej stosowanych metod określania sprężystości materiału.
Dla liniowego i izotropowego materiału sprężystego moduł Younga ma taką samą wartość dla rozciągania, jak i dla ściskania, będąc stałą niezależną od naprężeń, dopóki nie przekracza wartości maksymalnej zwanej granicą sprężystości, i jest zawsze większy od zera: jeśli pręt jest trakowany, to zwiększa swoją długość.
Zarówno moduł Younga jak i granica plastyczności są różne dla różnych materiałów. Moduł sprężystości jest stałą sprężystości, którą podobnie jak granicę plastyczności można wyznaczyć empirycznie poprzez próbę rozciągania materiału. Oprócz tego modułu sprężystości wzdłużnej można również określić moduł sprężystości poprzecznej materiału (moduł ścinania).
Do kogo odnosi się moduł Younga?
Aby zrozumieć, jak działają próby rozciągania i jak najlepiej wykorzystać możliwości maszyny uniwersalnej, musimy znać każdą z metod, które należy zastosować, aby w optymalny sposób uzyskać nasze cele. W tym przypadku moduł Younga odnosi się do naukowca Thomasa Younga, który badał tę koncepcję w XIX wieku. Metoda ta była jednak rozwijana do 1727 roku przez Leonharda Eulera, a w obecnej formie została zastosowana w praktyce dopiero w 1782 roku, kiedy to Giordani Riccati przeprowadził pierwsze eksperymenty.
Moduł Younga, zwany również sprężystością wzdłużną, jest parametrem, który zdoła ujawnić zachowanie się materiału sprężystego w zależności od rodzaju przyłożonej do niego siły i wynikającego z niej wzrostu lub spadku długości tego materiału. Zatem to, do czego dąży, to uzyskanie zależności między naprężeniem przyłożonym do obiektu w jego osi podłużnej a odkształceniem mierzonym w tej samej osi. W ten sposób mierzy zachowanie sprężyste, a także przewiduje rozciąganie danego materiału.
Na przykład, jeśli przyłożymy to samo naprężenie do gąbki pod prysznicem i kija baseballowego, możemy zauważyć, że odkształcenie sprężyste jest znacznie mniejsze w kiju niż w gąbce. Oznacza to, że moduł Younga będzie wyższy w kiju niż w gumie i że trzeba będzie przyłożyć większe naprężenie, aby uzyskać to samo odkształcenie.
Formuła
Sposób obliczania modułu Younga jest następujący:
E = σ/ϵ
Będąc:
- E = moduł Younga, w paskalach.
- σ = naprężenie jednoosiowe lub siła jednoosiowa na jednostkę powierzchni, w paskalach.
- ε = odkształcenie lub odkształcenie proporcjonalne (tj. zmiana długości podzielona przez długość pierwotną).
Aplikacje
Moduł Younga ma zastosowanie w wielu funkcjach, np. na budowie, gdy skała stanowi podporę dla innych konstrukcji (fundament), do porównania wydajności różnych materiałów lub do pomiaru sztywności materiału stałego.
W skrócie, moduł Younga jest kluczowy w określaniu wytrzymałości na rozciąganie materiału lub obiektu. Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej na ten lub inny podobny temat, nie wahaj się zajrzeć na blog Servosis. Ponadto w naszym sklepie znajdziesz maszyny, które najlepiej odpowiadają potrzebom Twoim i Twojego zespołu.
W razie jakichkolwiek pytań lub sugestii prosimy o kontakt!
Ruszaj z nami do przodu!
