Forskjell mellom elasticitetsmodul og stivhetsmodul

Hovedforskjell - Elasticitetsmodul vs Modulus av stivhet

Elasticitetsmodul og stivhetsmodul er to tall som brukes av materialeringeniører til å beskrive hvordan et materiale blir deformert. De hovedforskjell mellom elastisitetsmodul og stivhetsmodul er at Elasticitetsmodul beskriver hvordan et materiale blir deformert når en kraft påføres vinkelrett på en overflate av en gjenstand, forårsaker at materialet forlenes eller forkortes mens Stivhetsmodul beskriver hvordan et materiale blir deformert når en kraft påføres parallelt med en overflate av en gjenstand, forårsaker at en av overflatene blir forskjøvet med hensyn til en annen overflate av samme gjenstand.

Hva er elasticitetsmodulet

Elasticitetsmodul (Young modulus) er et tall som beskriver forholdet mellom stress og belastning i et objekt som deformeres av en kraft som er vinkelrett på en overflate av en gjenstand. De understreke av et materiale er deformerende kraft per enhet område. For eksempel viser figuren under et objekt som blir langstrakt som et resultat av en strekkraft på den. I dette tilfellet er stresset () er gitt av:

Siden deformeringskraften virker i rette vinkler mot objektets overflate, kalles ofte stresset normalt stress.

Trekkspenning fra en kraft som virker rett vinkel mot en overflate.

De press er den brøkdelte endringen i objektets lengde. Anta at objektet hadde en lengde  før deformeringskraften virket på den, og hvis gjenstanden blir langstrakt med en lengde  under deformeringskraften, da belastningen () er gitt av:

Elasticitetsmodulen () er da gitt av:

Hva er modulet for stivhet

Modulus av stivhet (skjærmodul) er et tall som gir shear stress handler på et materiale per enhet område. Her virker deformerende kraft parallell til et ansikt på objektet, noe som forårsaker at et ansikt blir forskjøvet i forhold til et annet ansikt. Dette er vist nedenfor:

Skjærspenning fra en kraft parallell med overflaten.

Så, skjærspenning () er gitt som:

Denne ligningen har samme form som ligningen for normal stress, forskjellen er i måten kraften virker.

De shear belastning () er definert som forholdet mellom relativ forskyvning mellom overflatene og separasjonen mellom overflatene. Her,

Igjen skjærmodul () er forholdet mellom skjærspenning og skjærebelastning:

Forholdet mellom elastisitetsmodul og stivhetsmodul

Elastisitetsmodul () og stivhetsmodulet () er relatert til følgende ligning:

Her, representerer et nummer som heter Poisson-forholdet gitt til det aktuelle materialet. Når materialet strekkes i en retning, blir det forkortet i vinkelrett retning. I retning av at materialet blir langstrakt, aksial belastning () er definert som den brøkdelte økningen i lengden. I retning av at materialet forkortes, tverrstamme () gir fraksjonen reduksjon I lengde. Diagrammet nedenfor illustrerer disse endringene i form:

Definere Poisson-forholdet

I dette diagrammet er den aksiale belastningen:

Tverrstammen er:

Merk at siden objektet forkorter i direksjonen vinkelrett på kraften, . Poisson-forholdet () er definert som:

Minustegnet er innført for å sikre at  tar en positiv verdi.

Forskjell mellom elasticitetsmodul og stivhetsmodul

Retning av kraft

Elastisitetsmodul brukes til å beregne deformasjon av et objekt når en deformerende kraft virker vinkelrett på en overflate av objektet.

Modulus av stivhet brukes til å beregne deformasjoner når en deformerende kraft virker parallelt med overflaten av en gjenstand.

Endring i form

Hvor elastisitetsmodul Beregnes, blir objektet under deformerende kraft enten forlenget eller forkortet.

Hvor Stivhetsmodul beregnes, blir en av overflatene av objektet forskjøvet med hensyn til en annen overflate.

Relativ størrelse

For de fleste materialer, er elastisitetsmodul er større enn Stivhetsmodul. Unntakene til denne regelen er de såkalte "auxetic" -materialene som har negative Poisson-forhold, men disse materialene er mindre vanlige.