Kas yra elastingumo modulis?

Tamprumo modulis, taip pat žinomas kaip elastingumo modulis arba Youngo modulis, yra matas, nurodantis, kaip medžiaga ar konstrukcija deformuosis ir įtemps, kai jai bus taikoma įtampa. Veikiant apkrovoms ir įtempimams, medžiagos deformuojasi skirtingai, o ryšys tarp įtempių ir deformacijų paprastai skiriasi. Medžiagos gebėjimas atsispirti arba perduoti įtempius yra svarbus, ir ši savybė dažnai naudojama nustatant, ar konkreti medžiaga tinka konkrečiam tikslui.

Ši savybė dažnai nustatoma laboratorijoje, naudojant eksperimentinį metodą, vadinamą tempimo bandymu, kuris paprastai atliekamas naudojant konkrečios formos ir matmenų medžiagos pavyzdį. Yra įvairių bandymo prietaisų, kurie taiko labai tikslias apkrovas ir įtempius pavyzdžiui, taip pat tiksliai išmatuoja ir registruoja bet kokį susidariusį medžiagos įtempimą. Tamprumo modulis žinomas daugeliui konstrukcinių medžiagų, įskaitant metalus, medieną, stiklą, gumą, keramiką, betoną ir plastiką.

Tamprumo modulis apibūdina ryšį tarp medžiagai taikomo įtempio ir ją atitinkančios deformacijos. Įtempis apibrėžiamas kaip jėga, taikoma ploto vienetui, kai tipiniai vienetai yra svarai kvadratiniame colyje (psi) arba niutonai kvadratiniam metrui, taip pat žinomi kaip paskaliai (Pa). Įtempimas yra medžiagos deformacijos dydžio, kai veikiamas įtempis, matas ir apskaičiuojamas išmatuojant deformacijos dydį, kai ji veikia įtempį, palyginti su pradiniais medžiagos matmenimis. Tamprumo modulis pagrįstas Huko tamprumo dėsniu ir gali būti apskaičiuojamas padalijus įtempį iš deformacijos.

Daugeliui medžiagų, kurioms būdingas mažas įtempis ir įtampa, įtempis ir deformacija yra proporcingi – tai reiškia, kad jie nuolat didėja ir mažėja vienas kito atžvilgiu. Medžiagos deformacija, atsirandanti, kai įtempiai ir deformacijos elgiasi proporcingai, vadinama elastine deformacija arba elastine deformacija. Tamprumo modulis apibūdina ryšį tarp įtampos ir deformacijos tokiomis sąlygomis.

Elastingumas – tai medžiagos gebėjimas grįžti į pradinę būseną ar matmenis, pašalinus apkrovą ar įtempį. Elastinė deformacija yra grįžtama, o tai reiškia, kad pašalinus įtampą deformacija išnyks ir medžiaga grįš į pradinę būseną. Medžiagos, kurias veikia intensyvus įtempio lygis, gali deformuotis tiek, kad įtempiai ir įtempimai nebebus proporcingi ir medžiaga nebegrįš į pradinius matmenis. Tai vadinama plastine deformacija arba plastine deformacija.