የመለጠጥ ሞዱል - ምንድን ነው? ለዕቃዎች የመለጠጥ ሞጁል መወሰን

2024 ደራሲ ደራሲ: Angel Austin | [email protected]. ለመጨረሻ ጊዜ የተሻሻለው: 2023-12-17 05:15

የመለጠጥ ሞዱሉስ የቁሳቁስ የመለጠጥ ባህሪን የሚለይ በተወሰነ አቅጣጫ ውጫዊ ሃይል ሲተገበር አካላዊ መጠን ነው። የቁሳቁስ የመለጠጥ ባህሪ ማለት በመለጠጥ ክልል ውስጥ መበላሸቱ ማለት ነው።

የቁሳቁሶች የመለጠጥ ጥናት ታሪክ

የላስቲክ አካላት ፊዚካል ቲዎሪ እና ባህሪያቸው በውጪ ሃይሎች እርምጃ በዝርዝር የታሰበ ሲሆን በ19ኛው ክፍለ ዘመን በእንግሊዛዊው ሳይንቲስት ቶማስ ያንግ ተጠንቷል። ይሁን እንጂ የመለጠጥ ጽንሰ-ሐሳብ በ 1727 በስዊዘርላንድ የሂሳብ ሊቅ, የፊዚክስ ሊቅ እና ፈላስፋ ሊዮንሃርድ ኡለር የተሰራ ሲሆን ከመለጠጥ ሞጁል ጋር የተያያዙ የመጀመሪያ ሙከራዎች የተካሄዱት በ 1782 ማለትም ከቶማስ ጁንግ ሥራ 25 ዓመታት በፊት ነበር. ፣ በቬኒስ የሒሳብ ሊቅ እና ፈላስፋ Jacopo Ricatti።

የቶማስ ያንግ ትሩፋቱ የመለጠጥ ጽንሰ-ሐሳብን ቀጭን ዘመናዊ መልክ በመስጠት ላይ ነው፣ይህም በኋላ በቀላል እና በአጠቃላይ ሁክ ህግ መልክ መደበኛ ነው።

የመለጠጥ አካላዊ ተፈጥሮ

ማንኛውም አካል አተሞችን ያቀፈ ሲሆን በመካከላቸው የመሳብ እና የማስወገድ ሃይሎች ይሠራሉ። የእነዚህ ኃይሎች ሚዛን ነው።በተሰጡት ሁኔታዎች ውስጥ የቁስ ሁኔታ እና መለኪያዎች. የጠንካራ አካል አተሞች እዚህ ግባ የማይባሉ የውጥረት ወይም የመጨናነቅ ሃይሎች ሲተገበሩ መዞር ይጀምራሉ፣ ይህም በአቅጣጫ ተቃራኒ እና በመጠን እኩል የሆነ ሃይል በመፍጠር አቶሞችን ወደ ቀድሞ ሁኔታቸው እንዲመለሱ ያደርጋል።

በእንደዚህ አይነት የአተሞች መፈናቀል ሂደት የአጠቃላይ ስርዓቱ ሃይል ይጨምራል። ሙከራዎች እንደሚያሳዩት በትናንሽ ውጥረቶች ላይ ጉልበቱ ከእነዚህ ውጥረቶች ካሬ ጋር ተመጣጣኝ ነው. ይህ ማለት ኃይሉ ከኃይል ጋር የተቆራኘ በመሆኑ ከመጀመሪያው የጭረት ኃይል ጋር ተመጣጣኝ ሆኖ ተገኝቷል ፣ ማለትም ፣ በእሱ ላይ በቀጥታ የተመካ ነው። ለጥያቄው መልስ ስንሰጥ, የመለጠጥ ሞጁል ምንድን ነው, ይህ በአቶም ላይ በሚሠራው ኃይል እና ይህ ኃይል በሚያስከትለው መበላሸት መካከል ያለው የተመጣጠነ ተመጣጣኝነት ነው ማለት እንችላለን. የያንግ ሞዱል ልኬት ከግፊት ልኬት (ፓስካል) ጋር ተመሳሳይ ነው።

የላስቲክ ገደብ

እንደ ትርጉሙ የመለጠጥ ሞጁል የሚያመለክተው አካል ጉዳቱ 100% እንዲሆን ምን ያህል ጭንቀት በጠጣር ላይ መጫን እንዳለበት ያሳያል። ሆኖም ግን, ሁሉም ጠጣሮች ከ 1% ጫና ጋር እኩል የሆነ የመለጠጥ ገደብ አላቸው. ይህ ማለት ተገቢው ኃይል ከተተገበረ እና ሰውነቱ ከ 1% ባነሰ መጠን ከተበላሸ, ይህ ኃይል ከተቋረጠ በኋላ, አካሉ የመጀመሪያውን ቅርፅ እና መጠን በትክክል ይመልሳል. በጣም ብዙ ኃይል ከተተገበረ, የተበላሹ እሴቱ ከ 1% በላይ ከሆነ, የውጪው ኃይል ከተቋረጠ በኋላ, አካሉ ከአሁን በኋላ የመጀመሪያውን ልኬቶች አይመልስም. በኋለኛው ጉዳይ ላይ, አንድ ሰው ስለ ቀሪ መበላሸት መኖሩን ይናገራል, እሱም ነውየቁሱ የመለጠጥ ገደብ ማለፉን የሚያሳይ ማስረጃ።

የወጣቶች ሞጁል በተግባር

የመለጠጥ ሞጁሉን ለመወሰን፣እንዲሁም አጠቃቀሙን ለመረዳት ቀላል ምሳሌ ከፀደይ ጋር መስጠት ይችላሉ። ይህንን ለማድረግ የብረት ስፕሪንግ ወስደህ ጠምዛዛዎቹ የሚፈጠሩበትን የክበብ ቦታ መለካት አለብህ። ይህ የሚደረገው ቀላል ቀመር S=πr² ሲሆን n ሲሆን ፒ ከ 3.14 ጋር እኩል ነው እና r የፀደይ ጠመዝማዛ ራዲየስ ነው።

በመቀጠል የፀደይቱን ርዝመት ይለኩ l₀ ያለ ጭነት። ማንኛውንም የጅምላ ጭነት m₁ን በምንጭ ላይ ከሰቀሉ ርዝመቱን ወደ አንድ እሴት l₁ ይጨምራል። የመለጠጥ ሞጁል ኢ በሁክ ህግ እውቀት ላይ በመመስረት በቀመር፡ E=m₁gl₀/(S(l ₁-l₀))፣ g የነፃ ውድቀት ማጣደፍ ነው። በዚህ ሁኔታ ፣ በ ላስቲክ ክልል ውስጥ የፀደይ መበላሸት መጠን ከ 1% በላይ ሊበልጥ እንደሚችል እናስተውላለን

የወጣቱን ሞጁል ማወቅ በአንድ የተወሰነ ጭንቀት ተግባር ስር ያለውን የተበላሸ መጠን ለመተንበይ ያስችላል። በዚህ ሁኔታ በፀደይ ወቅት ሌላ የጅምላ m₂ ከሰቀልን የሚከተለውን የአንፃራዊ ለውጥ እሴት እናገኛለን፡ d=m₂g/ (SE)፣ መ - በመለጠጥ ክልል ውስጥ አንጻራዊ ለውጥ።

Isotropy እና anisotropy

የመለጠጥ ሞዱሉስ የቁስ አካል በአተሞች እና ሞለኪውሎች መካከል ያለውን ትስስር ጥንካሬ የሚገልጽ ባህሪ ነው፣ነገር ግን አንድ የተወሰነ ቁሳቁስ የተለያዩ የወጣቶች ሞዱሊዎች ሊኖሩት ይችላል።

እውነታው ግን የእያንዳንዱ ጠንካራ ባህሪያት በውስጣዊ አወቃቀሩ ላይ የተመሰረቱ ናቸው.ንብረቶቹ በሁሉም የቦታ አቅጣጫዎች አንድ አይነት ከሆኑ, ስለ ኢሶትሮፒክ ቁሳቁስ እየተነጋገርን ነው. እንደነዚህ ዓይነቶቹ ንጥረ ነገሮች ተመሳሳይነት ያለው መዋቅር አላቸው, ስለዚህ የውጭ ኃይል በተለያየ አቅጣጫ የሚወስደው እርምጃ በእቃው ላይ ተመሳሳይ ምላሽ ይፈጥራል. ሁሉም የማይመስሉ ቁሶች እንደ ጎማ ወይም ብርጭቆ ያሉ አይዞሮፒክ ናቸው።

አኒሶትሮፒ የጠጣር ወይም የፈሳሽ ቁስ አካላዊ ባህሪያት በአቅጣጫ ላይ ጥገኛ በመሆን የሚታወቅ ክስተት ነው። በእነሱ ላይ የተመሰረቱ ሁሉም ብረቶች እና ውህዶች አንድ ወይም ሌላ ክሪስታል ጥልፍልፍ አላቸው ፣ ማለትም ፣ የታዘዙ ፣ በአዮኒክ ኮሮች ውስጥ የተዘበራረቀ ዝግጅት ከመሆን ይልቅ። ለእንደዚህ አይነት ቁሳቁሶች, የመለጠጥ ሞጁል እንደ ውጫዊ ጭንቀት በድርጊቱ ዘንግ ላይ ይለያያል. ለምሳሌ ኪዩቢክ ሲምሜትሪ ያላቸው ብረቶች እንደ አሉሚኒየም፣ መዳብ፣ ብር፣ ተከላካይ ብረቶች እና ሌሎች ሶስት የተለያዩ ያንግ ሞዱሊዎች አሏቸው።

ሼር ሞጁል

የአይዞሮፒክ ቁስ እንኳን የመለጠጥ ባህሪ መግለጫ የአንድ ያንግ ሞጁል እውቀትን አይጠይቅም። ምክንያቱም ከውጥረት እና ከመጨናነቅ በተጨማሪ ቁሱ በተቆራረጡ ውጥረቶች ወይም በቶርሺናል ጭንቀቶች ሊጎዳ ይችላል። በዚህ ሁኔታ, ለውጫዊ ኃይል በተለየ መንገድ ምላሽ ይሰጣል. የመለጠጥ መቆራረጥን ለመግለፅ የሁለተኛው ዓይነት የያንግ ሞጁል፣ ሸረሪት ወይም የመለጠጥ ሞጁል አስተዋውቋል።

ሁሉም ቁሳቁሶች የሸረር ውጥረቶችን ከውጥረት ወይም ከመጭመቅ ያነሱ ይቋቋማሉ፣ስለዚህ ለእነሱ የሼር ሞጁል ዋጋ ከያንግ ሞጁል ዋጋ 2-3 እጥፍ ያነሰ ነው። ስለዚህ የወጣት ሞጁሉ ከ 107 ጂፒኤ ጋር እኩል የሆነ ለታይታኒየም ፣ የመቁረጥ ሞጁሉ ነው40 ጂፒኤ ብቻ፣ ለአረብ ብረት እነዚህ አሃዞች በቅደም ተከተል 210 ጂፒኤ እና 80 ጂፒኤ ናቸው።

የእንጨት የመለጠጥ ሞዱል

እንጨት አንሶትሮፒክ ቁስ ነው ምክንያቱም የእንጨት ፋይበር በተወሰነ አቅጣጫ ላይ ያነጣጠረ ነው። በእንጨት ላይ የመለጠጥ ሞጁል የሚለካው በቃጫዎቹ ላይ 1-2 ቅደም ተከተሎች ያነሰ ስለሆነ በቃጫዎቹ ላይ ነው. ለእንጨት የወጣት ሞጁል እውቀት አስፈላጊ ነው እና የእንጨት ፓነሎች ሲቀረጹ ግምት ውስጥ ይገባል.

ለአንዳንድ የዛፍ ዓይነቶች የእንጨት የመለጠጥ ሞጁል ዋጋ ከዚህ በታች ባለው ሠንጠረዥ ይታያል።

የዛፍ እይታ	የወጣቶች ሞጁል በጂፓ
የላውረል ዛፍ	14
Eucalyptus	18
ሴዳር	8
Spruce	11
Pine	10
ኦክ	12

የወጣቱ ሞጁል በእንጨቱ ክብደት እና በማደግ ላይ ባለው ሁኔታ ስለሚጎዳ የተሰጡት እሴቶች ለአንድ ዛፍ እስከ 1 ጂፒኤ ሊለያዩ እንደሚችሉ ልብ ሊባል ይገባል።

ሼር ሞዱሊ ለተለያዩ የዛፍ ዝርያዎች ከ1-2 ጂፒኤ ክልል ውስጥ ይገኛሉ፡ ለምሳሌ፡ ጥድ 1.21 ጂፒኤ ሲሆን ለኦክ 1.38 ጂፒኤ ነው፡ ማለትም እንጨት የመሸርሸር ጫናን አይቋቋምም። ይህ እውነታ በውጥረት ወይም በመጨናነቅ ውስጥ ብቻ ለመስራት የተነደፉ የእንጨት ተሸካሚ መዋቅሮችን ሲሠሩ ግምት ውስጥ መግባት አለባቸው።

የብረታ ብረት ላስቲክ ባህሪያት

ከወጣቱ የእንጨት ሞጁል ጋር ሲወዳደር የብረታ ብረት እና ውህዶች አማካኝ እሴቶች በሚከተለው ሠንጠረዥ እንደሚታየው ከፍተኛ መጠን ያላቸው ናቸው።

ብረት	የወጣቶች ሞጁል በጂፓ
ነሐስ	120
መዳብ	110
ብረት	210
ቲታኒየም	107
ኒኬል	204

ኪዩቢክ ሲንጎኒ ያላቸው የብረታ ብረት የመለጠጥ ባህሪያት በሶስት ላስቲክ ቋሚዎች ይገለፃሉ። እንደነዚህ ያሉ ብረቶች መዳብ, ኒኬል, አልሙኒየም, ብረት ያካትታሉ. አንድ ብረት ባለ ስድስት ጎን ሲንጎኒ ካለው፣ የመለጠጥ ባህሪያቱን ለመግለጽ ስድስት ቋሚዎች አስቀድመው ያስፈልጋሉ።