مدول جوان در مقابل مقاومت کششی
مدول یانگ و استحکام کششی دو ویژگی جامدات هستند. این خواص در زمینه هایی مانند علم مواد، مهندسی مکانیک، ساخت و سازها و فیزیک نقش حیاتی دارند. درک درست این مفاهیم برای برتری در چنین زمینه هایی بسیار مهم است. در این مقاله قصد داریم مدول یانگ و استحکام کششی چیست، تعاریف آنها، کاربردهای مدول یانگ و استحکام کششی، شباهت‌های این دو و در نهایت تفاوت مدول یانگ و مقاومت کششی را مورد بحث قرار دهیم.
مدول یانگ
مدول یانگ یک ویژگی بسیار ارزشمند ماده است و برای مشخص کردن سفتی ماده استفاده می شود. مدول یانگ نسبت فشار روی جسم (استرس) به کرنش جسم است. از آنجایی که کرنش بدون بعد است، واحدهای مدول یانگ برابر با واحد فشار است که نیوتن بر متر مربع است. برای برخی از مواد، مدول یانگ در محدوده ای از تنش ثابت است. این مواد از قانون هوک پیروی می کنند و گفته می شود که مواد خطی هستند. موادی که مدول یانگ ثابتی ندارند به عنوان مواد غیر خطی شناخته می شوند. باید به وضوح درک کرد که مدول یانگ یک ویژگی ماده است، نه جسم. اجسام مختلف ساخته شده از یک ماده، مدول یانگ یکسانی دارند. مدول یانگ به افتخار فیزیکدان توماس یانگ نامگذاری شده است. مدول یانگ را می توان به عنوان فشار مورد نیاز برای داشتن یک کرنش واحد بر روی ماده نیز تعریف کرد. اگرچه واحدهای مدول یانگ پاسکال است، اما به طور گسترده مورد استفاده قرار نمی گیرد.واحدهای بزرگ مانند مگا پاسکال یا گیگا پاسکال واحدهای مفیدی هستند.
استحکام کششی
استحکام کششی اصطلاح رایجی است که برای مقاومت کششی نهایی (UTS) استفاده می شود. هنگامی که یک ماده کشیده می شود، کشیده می شود. نیرویی که باعث کشش مواد می شود، به عنوان تنش شناخته می شود. استحکام کششی نهایی حداکثر تنشی است که یک ماده می تواند قبل از گردن زدن تحمل کند. Necking رویداد کوچک شدن سطح مقطع نمونه است. این را می توان با استفاده از پیوندهای بین مولکولی نمونه توضیح داد. هنگامی که تنش اعمال می شود، نیروهای جاذبه بین مولکولی در جهت مخالف عمل می کنند تا نمونه را در شکل نگه دارند. هنگامی که تنش آزاد شد، نمونه به طور کامل یا جزئی به حالت اولیه خود باز می گردد. هنگامی که گردن بندی شروع می شود، مولکول ها از هم جدا می شوند تا نیروهای بین مولکولی برای نگه داشتن آنها در کنار هم کافی نباشد. این باعث ایجاد فشار ناگهانی در اثر استرس و گردن شدن می شود. استحکام کششی نیز از ویژگی های این ماده است.این با پاسکال اندازه گیری می شود، اما واحدهای بزرگتر مانند مگا پاسکال در شرایط عملی استفاده می شود.
تفاوت بین مدول یانگ و استحکام کششی چیست؟
• مدول یانگ اندازه گیری پاسخ کرنش ماده به تنش است. استحکام کششی نهایی اندازه گیری میزان استرسی است که ماده می تواند تحمل کند.
• مدول یانگ متغیری برای مواد غیر خطی است که با تنش اعمال شده تغییر می کند. استحکام کششی یک مقدار ثابت برای یک ماده است.
