იანგის მოდული და მისი ძირითადი ფიზიკური მნიშვნელობა

2024 ავტორი: Angel Austin | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2023-12-17 05:32

სტრუქტურული მასალის გრძივი ელასტიურობის მოდული, ან იანგის მოდული, არის ფიზიკური სიდიდე, რომელიც ახასიათებს მასალების თვისებას, რომელიც უზრუნველყოფს მათ წინააღმდეგობას გრძივი მიმართულებით მოქმედ დეფორმაციების მიმართ.

პარამეტრი ახასიათებს კონკრეტული მასალის სიმყარის ხარისხს.

მოდულის სახელწოდება შეესაბამება ცნობილი ინგლისელი ფიზიკოსისა და მეცნიერის თომას იანგის სახელს, რომელიც სწავლობდა მყარი მასალების შეკუმშვისა და დაჭიმვის პროცესებს. ეს ფიზიკური სიდიდე აღინიშნება ლათინური ასო E-თი. იანგის მოდული იზომება პასკალებში.

პარამეტრი Young's modulus, ან გრძივი ელასტიურობის მოდული, გამოიყენება სხვადასხვა გამოთვლებში მასალების ტესტირებისას დეფორმაციის ხარისხის დაჭიმვა-შეკუმშვისას, ასევე ღუნვისას.

უნდა ითქვას, რომ გამოყენებული სტრუქტურული მასალების უმეტესობას ახასიათებს იანგის მოდულის ინდექსი საკმარისად დიდი მნიშვნელობებით, რომლებიც, როგორც წესი, არის 10⁹ რიგის. პა. ამიტომ, გამოთვლებისა და ჩაწერის მოხერხებულობისთვის გამოიყენება მრავალჯერადი პრეფიქსი „გიგა“(GPa).

ქვემოთ მოცემულია იანგის მოდულის მნიშვნელობები ზოგიერთისთვისსტრუქტურული მასალები, რომლებიც ხშირად გამოიყენება სხვადასხვა პრაქტიკული მიზნებისათვის. სამშენებლო კონსტრუქციების და სხვა ობიექტების გამძლეობა დამოკიდებულია მათ სიძლიერეზე.

ზემოხსენებული ცხრილის მიხედვით, მაქსიმალური მოდული ეკუთვნის ფოლადს, მინიმალური კი ხეს.

იანგის მოდულის მნიშვნელობა ზოგიერთი სტრუქტურული მასალისთვის

მასალის სახელი	ინდიკატორი E, [GPa]	მასალის სახელი	ინდიკატორი E, [GPa]
chrome	300	სპილენძი	95
ნიკელი	210	დურალუმინ	74
ფოლადი	200	ალუმინი	70
თუჯი	120	მინა	70
chrome	110	tin	35
რუხი თუჯი	110	ბეტონი	20
სილიკონი	110	წამყვანი	18
ბრინჯაო	100	ხე	10

იანგის მოდულის გრაფიკული განსაზღვრა შესაძლებელია სპეციალური დაძაბულობის დიაგრამის დახმარებით, რომელიც აჩვენებს იმავე მასალის განმეორებითი სიძლიერის ტესტების შედეგად მიღებულ მრუდს.

ამ შემთხვევაში, იანგის მოდულის ფიზიკური მნიშვნელობა არის ნორმალური სტრესების მათემატიკური თანაფარდობის პოვნა შესაბამისთან.დეფორმაციის ინდიკატორები დიაგრამის გარკვეულ მონაკვეთში პროპორციულობის კონკრეტულად მოცემულ ზღვარამდე σ_pc.

მათემატიკური გამოხატვის სახით იანგის მოდული ასე გამოიყურება: E=σ/ε=tgα

ასევე უნდა ითქვას, რომ იანგის მოდული ასევე არის პროპორციულობის ფაქტორი ჰუკის კანონის მათემატიკური აღწერაში, რომელიც ასე გამოიყურება: σ=Eε

ამიტომ, ელასტიურობის მოდულის პირდაპირი კავშირი სიხისტის ტესტებში მონაწილე მასალების განივი მონაკვეთების გაზომილ მახასიათებლებთან გამოიხატება ისეთი ინდიკატორების გამოყენებით, როგორიცაა EA და E1.

EA არის საზომი მასალის დაჭიმვა-შეკუმშვის სიხისტე მის ჯვარედინი განყოფილებაში, სადაც A არის ღეროს კვეთის ფართობის მნიშვნელობა.

E1 არის მასალის მოქნილი სიხისტე მის განივი მონაკვეთში, სადაც 1 არის ინერციის ღერძული მომენტის მნიშვნელობა, რომელიც წარმოიქმნება შესამოწმებელი მასალის კვეთაზე.

ამგვარად, იანგის მოდული არის უნივერსალური მაჩვენებელი, რომელიც საშუალებას გაძლევთ დაახასიათოთ მასალის სიძლიერის თვისებები რამდენიმე მხრიდან.