Modul lui Young și semnificația lui fizică de bază

Modulul de elasticitate longitudinală material structural, sau modul Young, este o cantitate fizică care caracterizează proprietatea materialelor care asigură rezistența lor la deformări care acționează în direcția longitudinală.

Parametrul caracterizează gradul de rigiditate al unui anumit material.

Numele modulului corespunde numelui lui Thomas Young, un bine cunoscut fizician și om de știință englez, care a studiat procesele de compresie și întindere pentru materiale solide. Această cantitate fizică Scrisoarea latină Se măsoară modulul Young în Pascals.

Parametrul modulului Young sau modulul de elasticitate longitudinală sunt utilizate pentru calcule diferite în testarea materialelor pentru gradul de deformare în compresiune de tensiune și, de asemenea, în îndoire.

Trebuie remarcat faptul că majoritatea materialelor structurale utilizate sunt caracterizate de modulul lui Young de valori suficient de mari, care, de regulă, sunt de ordinul a 10⁹ Pa. Prin urmare, pentru comoditatea calculelor și înregistrărilor, se utilizează un prefix multiplu "giga" (GPa).

Mai jos sunt caracteristicile modulului lui Young pentru unele materiale structurale, care sunt adesea folosite în diverse scopuri practice. Pe proprietățile lor de rezistență, depinde durabilitatea structurilor de construcție și a altor obiecte.

Conform tabelului, rata maximă a modulului aparține de oțel, iar cea minimă - un copac.

O definiție grafică a modulului Young este posibilă cu ajutorul unei diagrame speciale de tensiune, care arată o curbă obținută prin testarea repetată a aceluiași material pentru rezistență.

În acest caz, sensul fizic al modulului Young este de a găsi relația matematică a tensiunilor normale cu indicii de deformare corespunzători într-o anumită secțiune a diagramei până la o anumită limită de proporționalitate stabilită Sigma_mi.

În forma unei expresii matematice, modulul lui Young este după cum urmează: E = sigma- / epsilon- = tgα

De asemenea, trebuie menționat că modulul Young este de asemenea un coeficient de proporționalitate în descrierea matematică Legea lui Hooke, care arată astfel: sigma- = Eε

Prin urmare, conectarea directă a caracteristicilor măsurate longitudinale modulul de elasticitate, cu secțiuni transversale ale materialelor implicate în testul de rigiditate, exprimată folosind parametri, cum ar fi EA și E1.
EA este un indice de rigiditate atunci când se întinde-comprimă un material în secțiunea lui transversală, unde A este valoarea suprafeței secțiunii transversale a tijei.

E1 este un indice de rigiditate atunci când se îndoaie un material în secțiunea lui transversală, unde 1 este valoarea axialului moment de inerție, care apare în secțiunea transversală a materialului testat.

Astfel, modulul Young este un indicator universal care permite caracterizarea proprietăților de rezistență ale unui material din mai multe părți.