Moduł młodości a wytrzymałość na rozciąganie
Moduł Younga i wytrzymałość na rozciąganie to dwie właściwości ciał stałych. Właściwości te odgrywają istotną rolę w takich dziedzinach, jak materiałoznawstwo, inżynieria mechaniczna, konstrukcje i fizyka. Bardzo ważne jest właściwe zrozumienie tych pojęć, aby osiągnąć sukces w takich dziedzinach. W tym artykule omówimy, czym jest moduł Younga i wytrzymałość na rozciąganie, ich definicje, zastosowania modułu Younga i wytrzymałości na rozciąganie, podobieństwa tych dwóch i wreszcie różnica między modułem Younga a wytrzymałością na rozciąganie.
Moduł Younga
Moduł Younga jest bardzo cenną właściwością materii i służy do charakteryzowania sztywności materiału. Moduł Younga to stosunek nacisku na obiekt (naprężenia) do odkształcenia obiektu. Ponieważ odkształcenie jest bezwymiarowe, jednostki modułu Younga są równe jednostkom ciśnienia, które są Newtonami na metr kwadratowy. W przypadku niektórych materiałów moduł Younga jest stały w pewnym zakresie naprężeń. Materiały te są zgodne z prawem Hooke'a i są uważane za materiały liniowe. Materiały, które nie mają stałego modułu Younga, nazywane są materiałami nieliniowymi. Należy jasno zrozumieć, że moduł Younga jest właściwością materiału, a nie przedmiotu. Różne przedmioty wykonane z tego samego materiału będą miały ten sam moduł Younga. Moduł Younga został nazwany na cześć fizyka Thomasa Younga. Moduł Younga można również zdefiniować jako ciśnienie wymagane do uzyskania jednostkowego odkształcenia materiału. Chociaż jednostkami modułu Younga są Pascal, nie jest on powszechnie stosowany. Przydatnymi jednostkami są duże jednostki, takie jak Mega Pascal lub Giga Pascal.
Wytrzymałość na rozciąganie
Wytrzymałość na rozciąganie jest powszechnie używanym terminem określającym najwyższą wytrzymałość na rozciąganie (UTS). Kiedy materiał jest ciągnięty, rozciąga się. Siła rozciągająca materiał nazywana jest naprężeniem. Najwyższa wytrzymałość na rozciąganie to maksymalne naprężenie, jakie materiał może wytrzymać przed przewężeniem. Przewężenie to sytuacja, w której przekrój próbki staje się znacznie mały. Można to wyjaśnić za pomocą wiązań międzycząsteczkowych próbki. Po przyłożeniu naprężenia siły przyciągania międzycząsteczkowego działają w przeciwnym kierunku, aby zachować kształt próbki. Po zwolnieniu naprężenia próbka całkowicie lub częściowo powraca do stanu początkowego. Kiedy zaczyna się przewężenie, cząsteczki są rozciągnięte, tak że siły międzycząsteczkowe nie wystarczają do utrzymania ich razem. Powoduje to nagłe napięcie z powodu stresu i szyjki. Wytrzymałość na rozciąganie jest również właściwością materiału. Jest to mierzone w Pascalach, ale w praktyce używa się większych jednostek, takich jak Mega Pascal.
Jaka jest różnica między modułem Younga a wytrzymałością na rozciąganie?
• Moduł Younga jest miarą odpowiedzi odkształceniowej materiału na naprężenie. Ostateczna wytrzymałość na rozciąganie jest miarą tego, ile naprężeń materiał może wytrzymać.
• Moduł Younga jest zmienną dla materiałów nieliniowych, która zmienia się wraz z zastosowanym naprężeniem. Wytrzymałość na rozciąganie jest stałą wartością materiału.
