مدول الاستیسیته در مقابل مدول صلبیت | مدول الاستیک در مقابل مدول برشی
مدول الاستیسیته و مدول صلبیت دو ویژگی ماده هستند. این ویژگی ها در طراحی و اجرای طرح های مکانیکی و سازه ای بسیار مهم است. این مفاهیم در درک مکانیک و استاتیک مناسب سیستم های جامد بسیار مهم هستند. برای داشتن درک روشن در زمینه هایی مانند مهندسی و فیزیک، درک روشنی در این مفاهیم لازم است. در این مقاله قصد داریم مدول الاستیسیته و مدول صلبیت، کاربردهای آنها، تعاریف مدول الاستیسیته و مدول صلبیت، تفاوت آنها و در نهایت تفاوت این دو را مورد بحث قرار دهیم.
مدول صلبیت (مدول برشی)
تنش برشی یک نیروی تغییر شکل است. هنگامی که نیرویی مماس بر یک سطح جامد اعمال می شود، جامد تمایل به "پیچش" دارد. برای اینکه این اتفاق بیفتد، جامد باید ثابت شود، به طوری که نتواند در جهت نیرو حرکت کند. واحد تنش برشی نیوتن بر متر مربع یا معمولاً به عنوان پاسکال شناخته می شود. می دانیم که پاسکال نیز واحد فشار است. با این حال، تعریف فشار نیروی نرمال به سطح تقسیم بر سطح است، در حالی که تعریف تنش برشی نیروی موازی با سطح در واحد سطح است. گشتاور بر روی یک جسم ثابت نیز می تواند تنش برشی ایجاد کند. طبق تعریف، نه تنها جامدات، بلکه سیالات نیز می توانند تنش برشی داشته باشند. اجسام دارای خاصیتی به نام مدول برشی هستند که به ما می گوید برای یک تنش برشی معین، جسم چقدر می پیچد. این بستگی به شکل، اندازه، مواد و دمای جسم دارد. تنش برشی سازه ها و مهندسی خودرو نقش اصلی را در طراحی و اجرای طرح ایفا می کند.
مدول الاستیسیته
کشسانی خاصیت بسیار مفید ماده است. این توانایی مواد برای بازگشت به شکل اولیه خود پس از حذف هر گونه نیروی خارجی است. مشاهده می شود که نیروی مورد نیاز برای کشیده نگه داشتن میله الاستیک متناسب با طول کشیده شده میله است. مدول الاستیسیته تمایل یک جسم به تغییر شکل الاستیک هنگام اعمال نیروی خارجی است. تعریف مدول الاستیک نسبت تنش به کرنش است. تنش نیروی بازگرداننده ناشی از تغییر شکل مولکول ها است. استرس به عنوان فشار داده می شود. کرنش نسبت طول تغییر شکل یافته به طول اصلی جسم است. کرنش یک کمیت بدون بعد است. بنابراین مدول الاستیسیته نیز دارای ابعاد تنش است که نیوتن بر متر مربع یا پاسکال است.
تفاوت بین مدول الاستیسیته و مدول صلبیت چیست؟
• مدول صلبیت برای تغییر شکل های الاستیک و غیرالاستیک معتبر است در حالی که مدول الاستیسیته فقط برای تغییر شکل های الاستیک معتبر است.
• تغییر شکل الاستیک برای نیروهای عادی به سطح تعریف می شود در حالی که مدول صلبیت برای نیروهایی که در امتداد سطح به موازات آن عمل می کنند تعریف می شود.
• تغییر شکل برای مدول الاستیسیته خطی است در حالی که تغییر شکل برای مدول صلبیت یک دایره است.
