Pomôžte rozvoju stránky a zdieľajte článok s priateľmi!
Pred použitím akéhokoľvek materiálu v stavebných prácach by ste sa mali oboznámiť s jeho fyzikálnymi vlastnosťami, aby ste vedeli, ako s nimi zaobchádzať, aký mechanický efekt bude preň prijateľný a tak ďalej. Jednou z dôležitých charakteristík, ktorým sa často venuje pozornosť, je modul pružnosti.
Nižšie uvádzame samotnú koncepciu, ako aj túto hodnotu vo vzťahu k jednému z najobľúbenejších materiálov v stavebníctve a opravárenských prácach - oceľ. Aj tieto ukazovatele budú v záujme príkladov brané do úvahy v iných materiáloch.
Modul pružnosti - čo to je?
Modul pružnosti akéhokoľvek materiálu sa nazýva súbor fyzikálnych veličín, ktoré charakterizujú schopnosť pevného telesa pružne sa deformovať za podmienok pôsobenia sily. Vyjadruje sa písmenom E. Tak to bude spomenuté vo všetkých tabuľkách, ktoré budú ďalej v článku.
Nie je možné tvrdiť, že existuje len jeden spôsob, ako zistiť hodnotu elasticity. Rôzne prístupy k štúdiu tejto hodnoty viedli k tomu, že existuje niekoľko rôznych prístupov naraz. Nižšie sú uvedené tri hlavné spôsoby výpočtu výkonnosti tejto charakteristiky pre rôzne materiály:
Youngov modul (E) opisuje odolnosť materiálu voči akémukoľvek napätiu alebo kompresii počas elastickej deformácie. Youngov variant je určený pomerom napätia ku kompresnému napätiu. Zvyčajne sa nazýva len modul pružnosti.- Modul šmyku (G), tiež nazývaný modul tuhosti . Táto metóda odhaľuje schopnosť materiálu odolávať akejkoľvek zmene tvaru, ale pod podmienkou, že si zachováva svoju normu. Modul šmyku je vyjadrený ako pomer šmykového napätia k namáhaniu v strihu, ktorý je definovaný ako zmena v pravom uhle medzi existujúcimi rovinami vystavenými tangenciálnym napätiam. Mimochodom, modul pružnosti v strihu je jednou zo zložiek fenoménu viskozity.
- Objemový modul (K), označovaný aj ako objemový kompresný modul . Táto možnosť indikuje schopnosť objektu z akéhokoľvek materiálu zmeniť svoj objem v prípade vystavenia sa tomuto pôsobeniu normálneho napätia, ktoré je rovnaké vo všetkých smeroch. Tento variant je vyjadrený pomerom veľkosti objemového napätia k veľkosti relatívnej objemovej kompresie.
- Existujú aj ďalšie ukazovatele elasticity, ktoré sa merajú v iných hodnotách a vyjadrujú sa v iných vzťahoch. Ďalšie veľmi známe a populárne varianty parametrov pružnosti sú parametre Lame alebo Poissonov pomer .
Tabuľka ukazovateľov elasticity materiálov
Predtým, než pristúpime priamo k tejto charakteristike ocele, najprv zvážme ako príklad a doplňujúce informácie tabuľku obsahujúcu údaje o tejto hodnote vo vzťahu k iným materiálom. Údaje sa merajú v MPa .
Modul pružnosti rôznych materiálov
Ako je vidieť z vyššie uvedenej tabuľky, táto hodnota sa líši pre rôzne materiály, okrem toho sa indikátor líši, ak vezmeme do úvahy jednu alebo inú verziu výpočtu tohto ukazovateľa. Každý si môže vybrať možnosť študovať ukazovatele, čo je pre neho vhodnejšie. Môže byť vhodnejšie zvážiť Youngov modul, pretože sa v tomto ohľade častejšie používa na charakterizáciu konkrétneho materiálu.
Potom, čo sme sa stručne zoznámili s údajmi tejto charakteristiky iných materiálov, pristúpime priamo k charakteristike samostatnej ocele.
Po prvé, vráťme sa k suchým číslam a odvodme rôzne ukazovatele tejto charakteristiky pre rôzne typy oceľových a oceľových konštrukcií:
- Modul pružnosti (E) na odlievanie, za tepla valcované vystuženie ocelí, označované ako čl. 3 a čl. 5 sa rovná 2, 1 * 106 kg / cm2.
- Pre ocele ako 25G2S a 30HG2S je táto hodnota 2 * 106 kg / cm 2.
- Pre periodický profilový drôt a za studena ťahaný kruhový drôt existuje taká hodnota pružnosti, ktorá sa rovná 1, 8 x 106 kg / cm2. U za studena sploštených indikátorov výstuže sú podobné.
- Pre pramene a zväzky drôtu s vysokou pevnosťou je hodnota 2, 106 kg / cm 2
- Pre oceľové špirálové laná a laná s kovovým jadrom je hodnota 1, 5 · 10 4 kg / cm 2, zatiaľ čo pre káble s organickým jadrom táto hodnota nepresahuje 1, 3 · 10 6 kg / cm 2.
- Modul šmyku (G) pre valcovanú oceľ je 8, 4.106 kg / cm 2.
- A nakoniec, Poissonov pomer pre oceľ sa rovná 0, 3
Toto sú všeobecné údaje o výrobkoch z ocele a ocele. Každá hodnota sa vypočítala podľa všetkých fyzikálnych pravidiel a pri zohľadnení všetkých existujúcich vzťahov, ktoré sa používajú na odvodenie hodnôt tejto charakteristiky.
Nižšie sú uvedené všetky všeobecné informácie o tejto charakteristike ocele. Hodnoty budú dané ako v zmysle Youngovho modulu, tak aj v zmysle modulu šmyku, a to v niektorých jednotkách merania (MPa) av iných (kg / cm2, Newton * m2).
Oceľ a niekoľko rôznych značiek
| materiál | Ukazovatele modulu pružnosti (E, G; N * m2, kg / cm 2, MPa) |
| oceľ | 20, 6 * 10 10 newton * meter 2 |
| Uhlíková oceľ | Е = (2, 0… 2, 1) * 10 5 MPa; G = (8, 0 … 8, 1) * 10 4 MPa |
| Oceľ 45 | E = 2, 0 x 10 MPa; G = 0, 8.105 MPa |
| Oceľ 3 | E = 2, 10.10 MPa; G = 0, 8.105 MPa |
| Legovaná oceľ | Е = (2, 1… 2, 2) x 10 5 MPa; G = (8, 0 … 8, 1) * 10 4 MPa |
Hodnoty elasticity sa odlišujú, pretože naraz existuje niekoľko modulov, ktoré sa vypočítajú a vypočítajú inak. Môžete vidieť skutočnosť, že ukazovatele sa v zásade nelíšia, čo je v prospech rôznych štúdií elasticity rôznych materiálov. Nemusíte však ísť hlboko do všetkých výpočtov, vzorcov a hodnôt, pretože stačí vybrať si určitú hodnotu pružnosti, aby ste sa na ňu mohli v budúcnosti zamerať.
Mimochodom, ak nevyjadrujete všetky hodnoty číselnými vzťahmi, ale okamžite ich vezmete a spočítate, potom sa táto vlastnosť ocele bude rovnať: E = 200000 MPa alebo E = 2 039 000 kg / cm 2 .
Tieto informácie pomôžu riešiť samotný koncept modulu pružnosti, ako aj oboznámiť sa so základnými hodnotami tejto charakteristiky pre oceľ, výrobky z ocele, ako aj pre niekoľko ďalších materiálov.
Je potrebné pripomenúť, že ukazovatele modulu pružnosti sa líšia pre rôzne zliatiny ocele a pre rôzne oceľové konštrukcie, ktoré obsahujú ich zloženie a iné zlúčeniny. Ale aj v takýchto podmienkach možno pozorovať skutočnosť, že ukazovatele sa líšia len mierne. Veľkosť modulu pružnosti ocele prakticky závisí od konštrukcie. ako aj obsahu uhlíka. Spôsob horúceho alebo studeného spracovania ocele tiež nemôže výrazne ovplyvniť toto číslo.