Nuori moduuli vs vetolujuus
Youngin moduuli ja vetolujuus ovat kiinteiden aineiden kaksi ominaisuutta. Näillä ominaisuuksilla on tärkeä rooli materiaalitieteessä, konetekniikassa, rakenteissa ja fysiikassa. On erittäin tärkeää ymmärtää nämä käsitteet kunnolla, jotta voisimme menestyä tällaisilla aloilla. Tässä artikkelissa aiomme keskustella, mitä Youngin moduuli ja vetolujuus ovat, niiden määritelmät, Youngin moduulin ja vetolujuuden sovellukset, näiden kahden yhtäläisyydet ja lopuksi Youngin moduulin ja vetolujuuden ero.
Youngin moduuli
Youngin moduuli on erittäin arvokas aineominaisuus, ja sitä käytetään materiaalin jäykkyyden kuvaamiseen. Youngin moduuli on esineeseen kohdistuvan paineen (jännityksen) suhde kohteen rasitukseen. Koska kanta on dimensioton, Youngin moduulin yksiköt ovat yhtä suuret kuin paineyksiköt, joka on Newton neliömetriä kohti. Joillekin materiaaleille Youngin moduuli on vakio tietyllä jännitysalueella. Nämä materiaalit noudattavat Hooken lakia ja niiden sanotaan olevan lineaarisia materiaaleja. Materiaalit, joilla ei ole vakio Youngin moduulia, tunnetaan epälineaarisina materiaaleina. On ymmärrettävä selvästi, että Youngin moduuli on materiaalin ominaisuus, ei esine. Eri esineistä, jotka on valmistettu samasta materiaalista, on sama Youngin moduuli. Youngin moduuli on nimetty fyysikko Thomas Youngin mukaan. Youngin moduuli voidaan myös määritellä, koska paine vaaditaan, jotta yksikkö rasittaa materiaalia. Vaikka Youngin moduulin yksiköt ovat Pascal, sitä ei käytetä laajalti. Suuret yksiköt, kuten Mega Pascal tai Giga Pascal, ovat hyödyllisiä yksiköitä.
Vetolujuus
Vetolujuus on yleinen termi, jota käytetään lopulliseen vetolujuuteen (UTS). Kun materiaalia vedetään, se venyy. Materiaalia venyttävä voima tunnetaan stressinä. Lopullinen vetolujuus on suurin rasitus, jonka materiaali kestää ennen kaulusta. Kaula on tapahtuma, jossa näytteen poikkileikkaus pienenee merkittävästi. Tämä voidaan selittää käyttämällä näytteen molekyylien välisiä sidoksia. Kun rasitusta käytetään, molekyylien väliset vetovoimat vaikuttavat vastakkaiseen suuntaan pitäen näytteen muodossa. Kun jännitys vapautuu, näyte palaa kokonaan tai osittain alkuperäiseen tilaansa. Kun kaulus alkaa, molekyylit venytetään toisistaan niin, että molekyylien väliset voimat eivät riitä pitämään niitä yhdessä. Tämä aiheuttaa äkillisen rasituksen stressin takia ja niska tapahtuu. Vetolujuus on myös materiaalin ominaisuus. Tämä mitataan Pascalissa, mutta käytännön olosuhteissa käytetään suurempaa yksikköä, kuten Mega Pascalia.
Mitä eroa on Youngin moduulilla ja vetolujuudella?
• Youngin moduuli on materiaalin venytysvasteen mittaus jännitykseen. Lopullinen vetolujuus on mittaus siitä, kuinka paljon stressiä materiaali kestää.
• Youngin moduuli on epälineaaristen materiaalien muuttuja, joka vaihtelee käytetyn rasituksen mukaan. Vetolujuus on kiinteä arvo materiaalille.
