Модуль Юнга і яго асноўнай фізічны сэнс

Модулем падоўжнай пругкасці канструкцыйнага матэрыялу, або модулем Юнга, называюць фізічную велічыню, якая характарызуе ўласцівасць матэрыялаў, якая забяспечвае іх супраціў дэфармацыям, што дзейнічаюць у падоўжным кірунку.

Параметр характарызуе ступень жорсткасці канкрэтнага матэрыялу.

Назва модуля адпавядае прозвішчы Томаса Юнга - вядомага ангельскага фізіка і навукоўца, які займаўся даследаваннем працэсаў сціску і расцяжэння для цвёрдых матэрыялаў. Пазначаецца дадзеная фізічная велічыня лацінскай літарай E. Вымяраецца модуль Юнга ў Паскаль.

Параметр модуль Юнга, або модуль падоўжнай пругкасці, выкарыстоўваецца пры розных разліках пры выпрабаваннях матэрыялаў на ступень дэфармацыі пры расцяжэнні-сціску, а таксама пры выгіне.

Трэба сказаць, што большасці выкарыстоўваюцца канструкцыйных матэрыялаў уласцівы паказчык модуля Юнга досыць вялікіх значэнняў, якія, як правіла, маюць парадак 10 ⁹ Па. Таму для зручнасці разлікаў і запісы выкарыстоўваюць кратную прыстаўку «гіга» (гПа).

Ніжэй прыведзены паказчыкі модуля Юнга для некаторых канструкцыйных матэрыялаў, якія досыць часта выкарыстоўваюцца для розных практычных мэтаў. Менавіта ад іх уласцівасцяў трываласці залежыць даўгавечнасць будаўнічых збудаванняў і іншых аб'ектаў.

Згодна з прыведзенай табліцы, максімальны паказчык модуля належыць сталі, а мінімальны - дрэве.

Графічнае вызначэнне модуля Юнга магчыма з дапамогай адмысловай дыяграмы высілкаў, на якой намаляваная крывая, якая атрымліваецца пры шматразовых выпрабаваннях аднаго і таго ж матэрыялу на трываласць.

У гэтым выпадку фізічны сэнс модуля Юнга заключаецца ў знаходжанні матэматычнага адносіны нармальных высілкаў да адпаведных паказчыках дэфармацыі на пэўным участку дыяграмы да канкрэтна зададзенай мяжы прапарцыйнасці σ _ПЦ.

У выглядзе матэматычнага выразы модуль Юнга выглядае наступным чынам: E = σ / ε = tgα

Варта таксама сказаць пра тое, што модуль Юнга з'яўляецца яшчэ і каэфіцыентам прапарцыйнасці ў матэматычным апісанні закона Гука, які выглядае наступным чынам: σ = Eε

Таму непасрэдная сувязь модуля падоўжнай пругкасці з вымяранымі характарыстыкамі папярочных перасекаў матэрыялаў, якія ўдзельнічаюць у выпрабаваннях на жорсткасць, выяўляецца з дапамогай такіх паказчыкаў, як ЕА і Е1.
EA - гэта паказчык калянасці пры расцяжэнні-сціску матэрыялу ў яго папярочным перасеку, дзе А - значэнне плошчы перасеку стрыжня.

Е1 - гэта паказчык калянасць пры выгібе матэрыялу ў яго папярочным перасеку, дзе 1 - значэнне восевага моманту інэрцыі, які ўзнікае ў перасеку ипытываемого матэрыялу.

Такім чынам, модуль Юнга - гэта універсальны паказчык, які дазваляе з некалькіх бакоў характарызаваць трывальныя ўласцівасці матэрыялу.