Факторы, определяющие модуль нормальной упругости

Упругие свойства материалов и методы их определения. Связь между упругими константами.

свойство тел восстанавливать свою первоначальную форму и объем когда действие силы прекращается называется упругостью.

Упругие свойства некоторых материалов E и G – модули Юнга и сдвига; μ – коэффициент Пуассона; K – модуль всестороннего сжатия

Модулем сдвига – называется физическая величина, характеризующая упругие свойства материалов и их способность сопротивляться сдвигающим деформациям.(Па)

Модуль Юнга (модуль упругости) — физическая величина, характеризующая свойства материала сопротивляться растяжению/сжатию при упругой деформации. Назван в честь английского физика XIX века Томаса Юнга. В динамических задачах механики модуль Юнга рассматривается в более общем смысле — как функционал среды и процесса (в ньютонах на метр в квадрате или в паскалях).
Коэффициент Пуассона — абсолютная величина отношения поперечной и продольной относительной деформации образца материала. Этот коэффициент зависит не от размеров тела, а от природы материала, из которого изготовлен образец.

Модуль объёмной упругости или Модуль объёмного сжатия (K) характеризует способность объекта изменять свой объём под воздействием всестороннего нормального напряжения (объёмного напряжения), одинакового по всем направлениям (возникающего, например, при гидростатическом давлении).

Методы определения упругих свойств:
1 статические использования на растяжение, влияют остаточные напряжения.
2 Резонансный метод
3 Звуковой методами
4 Рентгеновский

Связь между упругими константами
модуль нормальной упругости (Гука)
модуль сдвига (касательная упругость)
модуль объёмной упругости
Величина модуля определяет жесткость материалов и характеризуется силой смещения атомов из положения равновесия.

Модуль упругости — общее название нескольких физических величин, характеризующих способность твёрдого тела (материала, вещества) упруго деформироваться (то есть не постоянно) при приложении к нему силы. В области упругой деформации модуль упругости тела определяется производной (градиентом) зависимости напряжения от деформации, то есть тангенсом угла наклона диаграммы напряжений-деформаций:

1. λ (лямбда) — модуль упругости;

2. p — напряжение, вызываемое в образце действующей силой (равно силе, делённой на площадь приложения силы);

3. упругая деформация образца, вызванная напряжением (равна отношению изменения размера образца после деформации к его первоначальному размеру).

Если напряжение измеряется в паскалях, то, поскольку деформация является безразмерной величиной, единицей измерения λ также будет паскаль. Альтернативным определением является определение, что модуль упругости — это напряжение, достаточное для того, чтобы вызвать увеличение длины образца в два раза. Такое определение не является точным для большинства материалов, потому что это значение намного больше чем предел текучести материала или значения, при котором удлинение становится нелинейным, однако оно может оказаться более интуитивным.

Разнообразие способов, которыми могут быть изменены напряжения и деформации, включая различные направления действия силы, позволяют определить множество типов модулей упругости. Здесь даны три основных модуля:

Модуль Юнга (E) характеризует сопротивление материала растяжению/сжатию при упругой деформации, или свойство объекта деформироваться вдоль оси при воздействии силы вдоль этой оси; определяется как отношение напряжения к деформации сжатия(удлинения). Часто модуль Юнга называют просто модулем упругости.

Модуль сдвига или модуль жесткости (G или ) характеризует способность материала сопротивляться изменению формы при сохранении его объёма; он определяется как отношение напряжения сдвига к деформации сдвига, определяемой как изменение прямого угла между плоскостями, по которым действуют касательные напряжения).

Модуль объёмной упругости или Модуль объёмного сжатия (K) характеризует способность объекта изменять свой объём под воздействием всестороннего нормального напряжения (объёмного напряжения), одинакового по всем направлениям (возникающего, например, при гидростатическом давлении). Он равен отношению величины объёмного напряжения к величине относительного объёмного сжатия.

Существуют и другие модули упругости: коэффициент Пуассона, параметры Ламе.

Дата добавления: 2015-07-13