Modulul Young și semnificația sa fizică de bază

Modulul de elasticitate longitudinală al structuriimaterialul, sau modulul lui Young, este o mărime fizică care caracterizează proprietatea materialelor care asigură rezistența acestora la deformații care acționează pe direcția longitudinală.

Parametrul caracterizează gradul de rigiditate al unui anumit material.

Numele modulului corespunde numelui lui Thomas Young- un renumit fizician și om de știință englez care a studiat procesele de compresie și tensiune pentru materiale solide. Această mărime fizică este notă cu litera latină E. Modulul lui Young se măsoară în Pascali.

Parametrul Modulul Young, sau modulul de elasticitate longitudinală, este utilizat în diferite calcule la testarea materialelor pentru gradul de deformare în tracțiune-compresie, precum și în încovoiere.

Trebuie spus că majoritatea materialelor structurale folosite sunt caracterizate de indicele de modul Young de valori suficient de mari, care, de regulă, sunt de ordinul a 10.⁹ Pa. Prin urmare, pentru comoditatea calculelor și înregistrării, este utilizat un prefix multiplu „giga” (GPa).

Mai jos sunt indicatorii modulului Young pentruunele materiale structurale care sunt destul de des folosite în diverse scopuri practice. Durabilitatea structurilor clădirii și a altor obiecte depinde de proprietățile lor de rezistență.

Conform tabelului de mai sus, modulul maxim aparține oțelului, iar cel minim, lemnului.

În acest caz, semnificația fizică a modulului lui Youngconstă în găsirea raportului matematic dintre tensiunile normale și indicatorii de deformare corespunzători dintr-o anumită secțiune a diagramei până la o limită specifică de proporționalitate σ_hc.

Sub forma unei expresii matematice, modulul lui Young arată astfel: E=σ/ε=tgα

De asemenea, trebuie spus că modulul lui Young este și un factor de proporționalitate în descrierea matematică a legii lui Hooke, care arată astfel: σ=Eε

Prin urmare, conectarea directă a modulului longitudinalelasticitate cu caracteristicile măsurate ale secțiunilor transversale ale materialelor implicate în încercările de rigiditate, exprimate cu ajutorul unor indicatori precum EA și E1.
EA este o măsură a rigidității la tracțiune-compresiune a materialului în secțiunea sa transversală, unde A este valoarea ariei secțiunii transversale a tijei.

E1 este rigiditatea la încovoiere a materialului în secțiunea sa transversală, unde 1 este valoarea momentului de inerție axial care apare în secțiunea transversală a materialului testat.

Astfel, modulul Young este un indicator universal care permite caracterizarea proprietăților de rezistență ale unui material din mai multe părți.