az anyagok mechanikai tulajdonságai: merevség és elhajlás

egy korábbi bejegyzésben megvizsgáltuk a feszültség-alakváltozás görbét és annak kapcsolatát az anyag szilárdságának különböző aspektusaival — például a szakítószilárdsággal, a folyáshatárral és a törési szilárdsággal. És bár gyakran gondolunk az anyagokra és a szerkezetekre a szilárdság szempontjából, technikailag az ” erő ” annak a mértéke, hogy egy anyag mennyi erőt képes ellenállni a maradandó deformáció vagy meghibásodás előtt. A lineáris vezetők, működtetők és egyéb mozgáselemek megfelelő futtatásához azonban általában fontosabb tudni, hogy az objektum mekkora eltérítést fog tapasztalni egy adott terhelés alatt — más szóval, a fontosabb tulajdonság az objektum merevsége.

az anyag merevsége azt jelzi, hogy az alkalmazott terhelés eltávolítása után képes visszatérni eredeti alakjához vagy formájához.

amikor egy anyag terhelésnek van kitéve — saját, nem támogatott súlya, külső terhelés vagy mindkettő—, akkor stresszt és feszültséget tapasztal. A stressz ( ~ ) egy belső erő az anyagra, amelyet a terhelés okoz, a törzs ( ~ ~ ) pedig az anyag deformációja, amely ebből a feszültségből származik. Az arány a stressz (erő egységnyi területen) a törzs (deformáció egységnyi hossz) nevezik a rugalmassági modulus, jelöljük E.

stressz és a törzs

az arány a stressz törzs is nevezik az anyag rugalmassági modulus, húzó modulus, vagy Young modulus.

Hooke törvénye szerint a rugalmassági modulus a feszültség-alakváltozás görbe Lineáris részének meredeksége az arányos határig (más néven “rugalmassági határ”), az alábbiakban A. pontként jelölve.

feszültség és törzs

az erős anyag tartós deformáció nélkül képes ellenállni a nagy terheléseknek. A merev anyag rugalmas deformáció nélkül képes ellenállni a nagy terhelésnek. Egy másik anyagi tulajdonság, amelyet néha összekevernek az erővel vagy a merevséggel, a keménység. A keménység meghatározza az anyag azon képességét, hogy ellenálljon a lokalizált (felületi) deformációnak, gyakran súrlódás vagy kopás miatt.

a szilárdsággal ellentétben az anyag merevsége vagy rugalmassági modulusa az anyag velejárója, és a külső tényezők, mint például a hőmérséklet vagy az anyag feldolgozása, nagyon kevés hatással vannak az értékére.

fontos azonban megjegyezni, hogy a gyakorlati alkalmazásokban a szerkezet merevsége mind az anyag rugalmassági modulusától, mind a szerkezet geometriájától függ sík tehetetlenségi nyomaték (más néven második területnyomaték). Sík tehetetlenségi nyomaték, én, azt fejezi ki, hogy az anyag területe hogyan oszlik el a mozgás tengelye körül.

a rugalmassági modulus és a sík tehetetlenségi nyomaték szorzatát néha az anyag hajlítási merevségének (ei) nevezik.

az elhajlás egyenleteiben mind a merevségi tényezők — a rugalmassági modulus (E), mind a sík tehetetlenségi nyomaték (I) — megjelennek a nevezőben. Ennek van értelme, mert az elhajlás fordítottan kapcsolódik a merevséghez.

 Sugárhajlás

gerenda elhajlása
egy egyszerűen támogatott gerenda teljes elhajlása, amelynek középpontjában pontterhelés van. Megjegyezzük, hogy a rugalmassági modulus (E) és a sík tehetetlenségi nyomaték (I) az egyenlet mindkét részének nevezőjében vannak.
kép jóváírás: wikipedia.com

más szóval, minél nagyobb az anyag rugalmassági modulusa és minél nagyobb a tárgy síkbeli tehetetlenségi nyomatéka, annál kevésbé tér el a szerkezet egy adott terhelés alatt.

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail-címet nem tesszük közzé.

Previous post Agastache virág – hogyan lehet Agastache-t termeszteni
Next post mi a három típusú rándulás?