Kas ir elastības modulis?

Šo īpašību bieži nosaka laboratorijā, izmantojot eksperimentālu metodi, kas pazīstama kā stiepes pārbaude, ko parasti veic materiāla paraugam ar noteiktu formu un izmēriem. Ir pieejamas dažādas testēšanas ierīces, kas pieliek paraugam ļoti precīzas slodzes un spriegumus, kā arī precīzi mēra un reģistrē jebkādu materiāla deformāciju. Elastības modulis ir zināms dažādiem konstrukcijas materiāliem, tostarp metāliem, kokam, stiklam, gumijai, keramikai, betonam un plastmasai.

Elastības modulis raksturo attiecību starp materiālam pielikto spriegumu un tā atbilstošo deformāciju. Spriegums tiek definēts kā spēks, kas tiek pielikts uz laukuma vienību, ar tipiskām vienībām mārciņas uz kvadrātcollu (psi) vai ņūtoniem uz kvadrātmetru, ko sauc arī par paskaliem (Pa). Deformācija ir materiāla deformācijas daudzuma mērs, kad tiek pielietots spriegums, un to aprēķina, mērot deformācijas apjomu spriedzes laikā, salīdzinot ar materiāla sākotnējiem izmēriem. Elastības modulis ir balstīts uz Huka elastības likumu, un to var aprēķināt, dalot spriegumu ar deformāciju.

Daudziem materiāliem ar zemu spriedzes līmeni un spriegumu spriedze un deformācija ir proporcionālas — tas nozīmē, ka tie pastāvīgi palielinās un samazinās viens pret otru. Materiāla deformāciju, kas rodas, kad spriegums un deformācija darbojas proporcionāli, sauc par elastīgo deformāciju vai elastīgo deformāciju. Elastības modulis apraksta saistību starp spriegumu un deformāciju šādos apstākļos.

Elastība ir materiāla spēja atgriezties sākotnējā stāvoklī vai izmēros pēc slodzes vai spriedzes noņemšanas. Elastīgā deformācija ir atgriezeniska, kas nozīmē, ka deformācija izzudīs pēc spriedzes noņemšanas un materiāls atgriezīsies sākotnējā stāvoklī. Materiāli, kas ir pakļauti intensīvai slodzei, var deformēties līdz vietai, kur spriedze un deformācija vairs nedarbojas proporcionāli, un materiāls neatgriezīsies tā sākotnējos izmēros. To sauc par plastisko deformāciju vai plastisko deformāciju.