Le module est la capacité d'un matériau à résister aux forces d'étirement, de compression et de cisaillement qui lui sont imposées par des causes extérieures. Le module définit la quantité de déformation du matériau sous de telles forces externes tout en conservant la mémoire de la forme originale du matériau. Le matériau reprend sa forme initiale lorsque les forces sont supprimées. La capacité du matériau à reprendre sa forme initiale se décompose en un point appelé point de limite d'élasticité. Si des forces externes déforment le matériau au-delà du point de limite d'élasticité, le matériau sera déformé de manière permanente et ne reprendra pas sa forme initiale lorsque les forces externes seront supprimées. Si les forces externes poussent le matériau au-delà du point de résistance à la traction du matériau, cela provoquera la rupture du matériau. Suivez ces conseils pour apprendre à calculer le module.
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Méthode un sur 3: Comprendre la différence entre le stress et la tension
- un Notez que la contrainte du matériau est causée par la force d'étirement axial. Par exemple, tirer tout droit sur un morceau de tire étirera la tire en raison du stress appliqué.
- 2 Comprenez que la déformation du matériau est causée par une force de cisaillement perpendiculaire à l'axe du matériau. Par exemple, pousser sur le milieu d'une corde de raquette de tennis pliera la corde en raison de la tension appliquée. Publicité
Méthode 2 sur 3: Obtenez les données nécessaires pour les équations
- un Mesurer le changement de volume fractionnaire proportionnel (également appelé dilatation) du matériau. Appliquez une force connue au matériau dans les directions de contrainte et de déformation. Mesurez la dilatation (dSs) qui se produit dans le matériau lorsque seule la contrainte est appliquée. Mesurer la dilatation (dSn) qui se produit dans le matériau lorsque la force externe n'applique qu'une déformation. Publicité
Méthode 3 sur 3: Effectuer les calculs
- un Calculez le module de masse. Le module de masse exprime la résistance du matériau lorsqu'une force externe est appliquée dans la direction axiale, produisant une contrainte. La pression externe p (force multipliée par la surface sur laquelle la force est appliquée, exprimée en MPa) appliquée au matériau est égale à la dilatation (un nombre sans unité) multiplié par le module d'encombrement K (exprimé en MPa). Comme p = K fois dSs, le module de masse K est déterminé comme p divisé par dSs.
- 2 Déterminez le module de cisaillement. Le module de cisaillement exprime la résistance du matériau lorsqu'une force externe est appliquée dans la direction perpendiculaire, produisant une déformation. La pression externe p (force multipliée par la surface sur laquelle la force est appliquée, exprimée en MPa) appliquée au matériau est égale à la dilatation (nombre sans unité) multipliée par le module de cisaillement G (exprimé en MPa). Comme p = G fois dSn, le module de masse G est déterminé comme p divisé par dSn.
- 3 Déterminez le module de Young. La mise en tension d'un matériau entraînera une déformation proportionnelle et vice versa. Le module de Young décrit la relation entre la contrainte et la déformation dans le matériau. Il s'agit d'une relation linéaire jusqu'à la limite d'élasticité du matériau. Le module de Young E est égal à la contrainte divisée par la déformation. Publicité
Questions et réponses de la communauté
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Conseils
- Lorsque vous appliquez une force externe au matériau pour mesurer un changement de volume fractionnaire proportionnel, n'appliquez pas une force telle que le matériau franchisse le point de limite d'élasticité. La déformation permanente du matériau qui en résulte invalidera les données prises.
- Une force externe sinusoïdale utilisée pour mesurer un changement de volume proportionnel donnera des valeurs plus précises que celles obtenues en appliquant une force externe en régime permanent.
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