Der Modul ist die Fähigkeit eines Materials, Dehnungs-, Druck- und Scherkräften zu widerstehen, die durch äußere Ursachen auf es ausgeübt werden. Der Modul definiert den Betrag, um den sich das Material unter solchen äußeren Kräften verformt, während die Erinnerung an die ursprüngliche Form des Materials erhalten bleibt. Das Material kehrt in seine ursprüngliche Form zurück, wenn die Kräfte entfernt werden. Die Fähigkeit des Materials, zur ursprünglichen Form zurückzukehren, bricht an einem Punkt zusammen, der als Streckspannungspunkt bezeichnet wird. Wenn äußere Kräfte das Material über die Streckgrenze hinaus verformen, wird das Material dauerhaft verformt und kehrt nicht in seine ursprüngliche Form zurück, wenn die äußeren Kräfte entfernt werden. Wenn die äußeren Kräfte das Material über den Zugfestigkeitspunkt des Materials hinaus treiben, bricht das Material. Verwenden Sie diese Tipps, um zu erfahren, wie Sie den Modul berechnen.
Schritte
Methode ein von 3: Verstehen Sie den Unterschied zwischen Stress und Dehnung
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ein Beachten Sie, dass die Materialspannung durch die axiale Streckkraft verursacht wird. Wenn Sie beispielsweise ein Stück Toffee gerade herausziehen, wird das Taffy aufgrund der aufgebrachten Spannung gedehnt. -
2 Verstehen Sie, dass die Materialbelastung durch eine Scherkraft senkrecht zur Materialachse verursacht wird. Wenn Sie beispielsweise auf die Mitte einer Tennisschlägersaite drücken, wird die Saite aufgrund der aufgebrachten Belastung gebogen. Werbung
Methode 2 von 3: Holen Sie sich die benötigte Eingabe zu den Gleichungen
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ein Messen Sie die proportionale fraktionierte Volumenänderung (auch als Dilatation bezeichnet) des Materials. Wenden Sie eine bekannte Kraft sowohl in Spannungs- als auch in Dehnungsrichtung auf das Material an. Messen Sie die Dilatation (dSs), die im Material auftritt, wenn nur Spannung angewendet wird. Messen Sie die Dilatation (dSn), die im Material auftritt, wenn die äußere Kraft nur eine Belastung ausübt. Werbung
Methode 3 von 3: Führen Sie die Berechnungen durch
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ein Berechnen Sie den Kompressionsmodul. Der Volumenmodul drückt die Festigkeit des Materials aus, wenn eine äußere Kraft in axialer Richtung ausgeübt wird, wodurch Spannung erzeugt wird. Der auf das Material ausgeübte Außendruck p (Kraft mal Fläche, auf den die Kraft ausgeübt wird, ausgedrückt in MPa) entspricht der Dilatation (eine uneinheitliche Zahl) mal dem Volumenmodul K (ausgedrückt in MPa). Da p = K mal dSs ist, wird der Volumenmodul K als p geteilt durch dSs bestimmt. -
2 Finden Sie den Schubmodul heraus. Der Schermodul drückt die Festigkeit des Materials aus, wenn eine äußere Kraft in senkrechter Richtung ausgeübt wird, wodurch eine Dehnung erzeugt wird. Der auf das Material ausgeübte Außendruck p (Kraft mal Fläche, auf den die Kraft ausgeübt wird, ausgedrückt in MPa) entspricht der Ausdehnung (eine Zahl ohne Einheit) mal dem Schermodul G (ausgedrückt in MPa). Da p = G mal dSn ist, wird der Volumenmodul G als p geteilt durch dSn bestimmt. -
3 Bestimmen Sie den Elastizitätsmodul. Das Spannen eines Materials führt zu einer proportionalen Dehnung und umgekehrt. Der Elastizitätsmodul beschreibt die Beziehung zwischen Spannung und Dehnung im Material. Es ist eine lineare Beziehung bis zur Streckgrenze des Materials. Der Elastizitätsmodul E entspricht der Spannung geteilt durch die Dehnung. Werbung
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Tipps
- Wenden Sie beim Aufbringen einer externen Kraft auf das Material zur Messung der proportionalen Volumenänderung nicht so viel Kraft an, dass das Material die Streckgrenze überschreitet. Die resultierende dauerhafte Materialverformung macht die aufgenommenen Daten ungültig.
- Eine sinusförmige externe Kraft, die zur Messung der proportionalen Volumenänderung verwendet wird, liefert genauere Werte als durch Aufbringen einer stationären externen Kraft.
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