ヤング率|物理

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 =

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

ε は引張りひずみ

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または弾性のレベル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。モジュラスは、特定の方向に引っ張られたり圧縮されたりす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。実際の試験の実施では、材料の応力 - ひずみがグラフ上で曲線の形で観察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。

引張試験の例では、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)

塑性領域 (ひずみがグラフの応力よりも大きい場所)。

加えられた応力が低く、弾性領域にとどまるとします。その場合、加えられた力または負荷が取り除かれると、コンポーネントの元の寸法が完全に復元されます。塑性領域に入る大きな応力の場合、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。

ヤング率は弾性率とも呼ばれます。ヤング率は、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。

したがって、ヤング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 =

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

ε は引張りひずみ

ここで、応力には N/m2 という単位があり、ひず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。

オブジェクトまたは材料の弾性の場合、ヤング率に影響を与える要因は次のとおりです。

温度の変化 - 素材の温度が上昇または下降すると、素材の弾力性に徐々に影響します。たとえば、材料の温度が上昇すると、徐々に塑性化し始めます。つまり、ゆっくりと変形します。ただし、温度が下がると弾力性が増します。

不純物 - 材料に追加された不純物の数に関して、その弾性レベルは自然に増加または減少します。たとえば、少量の合金が鉄に追加されると、鉄の弾性が徐々に増加します。

ハンマー、ローリング、アニーリング (材料を加熱してから徐々に冷却することを意味します) – 物体または材料を絶えずハンマーで叩くと、粒子の原子結合が壊れ、最終的に弾力性が増します。同様の効果は、材料の圧延と焼きなましの場合にも示されています。

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率は、物体に一定の応力が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、応力に対するひずみの比率として表されます。

ヤング率は、引張り応力を使用してテストできます。この場合、荷重が単一方向からオブジェクトに適用され、その弾性レベルが決定されます。ヤング率は、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。