はじめに:
重要な工学的テストの 1 つは、物体または材料の曲げまたは破壊であり、それがヤング弾性率であることを示す特性です。 .それは、材料の不変の基本的な特性です。これは、素材がどれだけ伸びたり変形したりしやすいかを測定します。
この記事では、ヤングの弾性率を計算する方法と、その結果から何を推測するかについて詳しく説明します。また、固体の基本的な性質についても学びます。弾性率または引張弾性率とも呼ばれます。
ヤング率
ヤング率は、特定の材料の特性として定義でき、その材料が伸びたり壊れたりするポイントを決定できます。ヤング弾性率は、引張応力と引張ひずみの比として定義されます。
引張応力は、物体を引き裂く可能性のある外力に対する物体の抵抗として定義できます。
記号は引張応力 =σ
を表します引張ひずみは、引張応力の適用による単位長さあたりのオブジェクトの変形または伸びとして定義できます。
記号は引張ひずみを表します=ϵ
したがって、ヤング率は次の式で表されます:
E =σ/ϵ
どこで、
E はヤング率を表します。
σ は引張応力を表します。
そして、ϵ は引張ひずみを表します。
つまり、E =引張応力/引張ひずみ
ヤング率の定義
弾性のヤング率は、オブジェクトに適用される応力の量と、適用される応力を維持するための抵抗レベルまたは弾性との比率として定義できます。ヤング率は、一般に応力係数とも呼ばれます。
ヤング率は、英国の物理学者であるトーマス ヤング卿にちなんで名付けられました。弾性率は、特定の方向に引張りまたは圧縮を受ける固体材料の弾性の特性を表します。
例えば、金属棒の場合、金属棒に熱を大きく加えると、やがて伸びたり伸びたりしますが、熱を取り除くと元の形に戻ります。
実際、ヤング率は、材料が荷重下でどのように変形するかを表します。ヤングの弾性率をさらに説明するために、引張試験の例を取り上げることができます。実際に試験を実施すると、材料の応力-ひずみが曲線の形でグラフに表示されることに注意してください。
x 軸にひずみ、y 軸に応力を示します。
引張試験は、試験片を取り、その長さに沿って伸ばす広範な機械的試験です。
固体に一方向からのみ力を加える一軸試験です。
試験機は、試験中の固体物体に加えられた荷重または力と長さの変化を測定します。
引張試験の主な出力は、応力 - ひずみ曲線です。これは、試験対象の物体または材料がさまざまなレベルの応力に対してどの程度変形するかを示しています。
テストを実施している間、応力-ひずみ曲線がテストを実施している材料またはオブジェクトをどのように進化させるかを観察できます。理想的には、鋼などの金属固体を使用できます。
金属が最終的に破砕または分解すると、テストは終了します。
引張試験の例から、応力-ひずみ曲線が 2 つの領域に分割されていることがわかります。
曲線が線形であることが観察できる弾性領域 (この領域では、応力はグラフのひずみよりも大きくなります)
ひずみがグラフ上の応力よりも大きい可塑性領域。
加えられた応力が低く、弾性領域にとどまるとします。この場合、加えられた力または荷重が取り除かれると、コンポーネントの元の寸法が完全に回復します。塑性領域に入るより大きな応力の場合、加えられた荷重を取り除いた後も永久的な塑性変形が残ります。
ヤング率の公式
ヤング率は弾性率とも呼ばれます。ヤング弾性率は、弾性体の剛性を測定します。ヤング率の値が高いほど、ボディは硬くなります。
言い換えれば、ヤング率が高いほど、物体や物体の弾力性が低下します。ヤング率の単位は N/m² です。これは本質的に応力の単位と同じです。
ヤング率は、弾性率、引張弾性率、または引張弾性率とも呼ばれ、応力とひずみの比率であり、材料の応力-ひずみ図の勾配に等しくなります。
したがって、ヤング弾性率は応力とひずみの比として計算され、次の式で表されます:
E =σ/ϵ
どこで、
E はヤング率を表します。
σ は引張応力を表します。
そして、ϵ は引張ひずみを表します。
ここで、応力には単位 N/m2 があり、歪みには単位がないため、ヤング率は応力と同じ単位のままです。
結論
英国の物理学者トーマス・ヤング卿にちなんで名付けられたヤング弾性率は、一定の応力が物体に加えられたときの物体または材料の弾性率を定義します。
弾性率は、ひずみと応力の比として表されます。
