Zinātnē, kas ir bīdes modulis?

Īsā atbilde

Bīdes modulis, ko bieži dēvē arī par stingrības moduli vai vērpes moduli, ir dažāda veida cieto materiālu stingrības vai stingrības mērs. Tas ir iegūts no materiāla attiecības starp tā bīdes sprieguma vērtību un bīdes deformācijas vērtību. Bīdes spriegums ir vērtība, kas norāda, cik liels spēks tiek pielikts materiāla kvadrātveida laukumam, parasti mēra ar spiediena vērtībām paskalos. Deformācija ir daudzums, ko materiāls ir deformējis spriedzes ietekmē, dalīts ar tā sākotnējo garumu. Bīdes moduļa vērtība vienmēr ir pozitīvs skaitlis, un to izsaka kā spēka lielumu uz laukuma vienību, ko parasti reģistrē kā metrisko gigapaskālu (GPa), jo vērtības ir praktiskākas nekā angļu valodas ekvivalenti.

Tā kā gigapaskāli ir vienādi ar miljardiem paskaliem spēka uz laukuma vienību, bīdes moduļa skaitļi dažkārt var izskatīties maldinoši mazi. Piemērs tam, kā var būt lielas bīdes moduļa vērtības, tiek parādīts, pārvēršot tās angļu valodā mārciņas uz kvadrātcollu (lb/in2).

Jo cietāka ir viela, jo lielāka ir tās bīdes moduļa vērtība atkarībā no apkārtējās temperatūras, kad vērtība tiek mērīta. Palielinoties bīdes moduļa vērtībai, tas norāda, ka ir nepieciešams daudz lielāks spēks vai spriedze, lai to nospriegotu vai deformētu gar spēka virziena plakni. Tomēr pašas deformācijas vērtības aprēķinos mēdz būt diezgan mazas, jo deformācija ir tikai cieta materiāla deformācijas mērs, pirms tas plīst vai plīst. Lielākā daļa cieto vielu, piemēram, metālu, pirms sadalīšanās izstiepsies tikai nedaudz.

Izņēmums šim ierobežojumam attiecībā uz mazām deformācijas vērtībām ir elastīgi materiāli, piemēram, gumija, kas var ļoti izstiepties pirms noārdīšanās. Šos materiālus bieži mēra, izmantojot bīdes elastības moduli, kas ir arī sprieguma attiecība pret deformāciju. Materiālu elastības moduļa vērtības ir balstītas uz to, cik daudz materiālu var izstiept, pirms tas tiek pakļauts paliekošai deformācijai.

Elastības modulis bieži vien ir tāds pats mērījums kā Younga modulis, kas konkrēti ir lineārā sprieguma mērs uz cietas vielas, kas definēts kā gareniskā deformācija pret garenvirziena spriegumu. Vēl viena cieši saistīta vērtība šajā mērījumu sērijā ir tilpuma modulis, kas ņem Younga moduli un piemēro to visām trim telpā esošajām dimensijām. Tilpuma modulis mēra cietas vielas elastību, kad spiediens, lai to deformētu, tiek universāli pielietots no visām pusēm, un tas ir pretējs tam, kas notiek, kad materiāls tiek saspiests. Tā ir tilpuma sprieguma vērtība, kas dalīta ar tilpuma deformāciju, un vienā piemērā to var vizualizēt kā to, kas notiktu ar vienmērīgu cietu vielu zem iekšējā spiediena, ja to ievieto vakuumā, kas izraisītu tās izplešanos visos virzienos.

Īsā atbilde

Saistītie jautājumi