Kandungan
- Apakah Stres dan Strain?
- Perbezaan Antara Deformasi Elastik dan Plastik
- Menggunakan Modulus Formula Keanjalan
- Modulus elastik dari kurva tegasan-strain
Jika anda menolak hujung batang getah ke arah satu sama lain, anda memohon mampatan memaksa dan boleh memendekkan rod dengan beberapa jumlah. Jika anda menarik hujung dari satu sama lain, daya dipanggil ketegangan, dan anda boleh meregangkan batang memanjang. Sekiranya anda menarik satu hujung ke arah anda dan yang lain dari anda, gunakan apa yang dipanggil a ricih memaksa, batang membentang diagonal.
Modulus anjal (E) adalah ukuran kekukuhan bahan di bawah tekanan atau ketegangan, walaupun terdapat juga modulus ricih yang setara. Ia adalah harta bahan dan tidak bergantung pada bentuk atau saiz objek.
Sekeping kecil getah mempunyai modulus anjal yang sama seperti sekeping besar getah. Modulus elastik, yang juga dikenali sebagai modulus Young, yang dinamakan sempena saintis Inggeris, Thomas Young, mengaitkan daya memerah atau meregangkan objek dengan perubahan yang panjang.
Apakah Stres dan Strain?
Tekanan (σ) adalah pemampatan atau ketegangan bagi setiap unit kawasan dan ditakrifkan sebagai: σ = F / A. Di sini F adalah berkuat kuasa, dan A adalah kawasan keratan rentas di mana daya digunakan. Dalam sistem metrik, stres biasanya dinyatakan dalam unit pascals (Pa), newtons per meter persegi (N / m2) atau newtons setiap milimeter persegi (N / mm)2).
Apabila tekanan digunakan pada objek, perubahan bentuk dipanggil ketegangan. Sebagai tindak balas kepada mampatan atau ketegangan, tekanan normal (ε) diberikan berdasarkan perkadaran: ε = Δ_L_ / L. Dalam hal ini Δ_L_ ialah perubahan panjang dan L adalah panjang asal. Tekanan normal, atau semata-mata ketegangan, adalah tidak berdimensi.
Perbezaan Antara Deformasi Elastik dan Plastik
Selagi ubah bentuk tidak terlalu besar, bahan seperti getah boleh meregangkan, kemudian musim bunga kembali ke bentuk asalnya dan saiz apabila daya itu dikeluarkan; getah telah dialami elastik ubah bentuk, yang merupakan perubahan bentuk yang boleh diterbalikkan. Kebanyakan bahan boleh mengekalkan beberapa ubah bentuk elastik, walaupun ia mungkin kecil dalam logam berat seperti keluli.
Sekiranya stres terlalu besar, bagaimanapun, bahan akan mengalami plastik ubah bentuk dan berubah bentuk secara kekal. Tekanan juga boleh meningkat ke titik di mana bahan pecah, seperti apabila anda menarik sebuah band getah sehingga ia terkena dua.
Menggunakan Modulus Formula Keanjalan
Persamaan keanjalan modulus hanya digunakan dalam keadaan ubah bentuk anjal dari mampatan atau ketegangan. Modulus keanjalan hanya tekanan yang dibahagikan dengan ketegangan: E = σ / ε dengan unit pascals (Pa), newtons per meter persegi (N / m2) atau newtons setiap milimeter persegi (N / mm)2). Bagi kebanyakan bahan, modulus anjal sangat besar yang biasanya dinyatakan sebagai megapascals (MPa) atau gigapascals (GPa).
Untuk menguji kekuatan bahan, instrumen menarik pada hujung sampel dengan kekuatan yang lebih besar dan lebih besar dan mengukur perubahan yang dihasilkan dalam panjang, kadang-kadang sehingga sampel pecah. Kawasan keratan rentas sampel mestilah ditakrifkan dan diketahui, yang membolehkan pengiraan tekanan daripada daya yang digunakan. Data dari ujian pada keluli lembut, contohnya, dapat diplot sebagai lengkung tegangan-strain, yang kemudiannya dapat digunakan untuk menentukan modulus keanjalan keluli.
Modulus elastik dari kurva tegasan-strain
Pengubahan elastik berlaku pada strain rendah dan berkadar dengan tekanan. Pada lengkung tekanan tegangan, tingkah laku ini dapat dilihat sebagai rantau lurus untuk strain kurang daripada kira-kira 1 peratus. Oleh itu, 1 peratus ialah had elastik atau had ubah bentuk yang boleh diubah.
Untuk menentukan modulus keanjalan keluli, sebagai contoh, mula-mula mengenal pasti rintangan ubah bentuk elastik dalam lengkung strain strain, yang anda lihat sekarang berlaku kepada strain kurang daripada kira-kira 1 peratus, atau ε = 0.01. Tekanan yang sepadan pada ketika itu ialah σ = 250 N / mm2. Oleh itu, menggunakan modulus formula keanjalan, modulus keanjalan keluli adalah E = σ / ε = 250 N / mm2 / 0.01, atau 25,000 N / mm2.