Comment calculer le module?
Pour calculer le module de compression, divisez la pression externe par la dilatation qui se produit lorsque seule la contrainte est appliquée. Si vous souhaitez calculer le module de cisaillement, divisez la pression externe par la dilatation qui se produit lorsque seule la contrainte est appliquée. Ou, si vous essayez de comprendre le module de Young, divisez la contrainte appliquée par la déformation. Pour apprendre à faire la différence entre le stress et la tension, continuez à lire!
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 que le matériau se déformera sous de telles forces externes tout en conservant la mémoire de la forme originale du matériau. Le matériau reprendra sa forme initiale lorsque les forces seront supprimées. La capacité du matériau à reprendre sa forme initiale s'effondre à un point appelé limite d'élasticité. Si des forces externes déforment le matériau au-delà de la limite d'élasticité, le matériau sera déformé de façon 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 entraînera la rupture du matériau. Utilisez ces conseils pour apprendre à calculer le module.
Méthode 1 sur 3: comprendre la différence entre le stress et la déformation
- 1Notez que la contrainte matérielle est causée par la force d'étirement axial. Par exemple, tirer directement sur un morceau de tire va étirer la tire en raison du stress appliqué.
- 2Comprenez que la déformation du matériau est causée par une force de cisaillement perpendiculaire à l'axe du matériau. Par exemple, pousser au milieu d'une corde de raquette de tennis pliera la corde en raison de la tension appliquée.
Méthode 2 sur 3: obtenir l'entrée nécessaire aux équations
- 1Mesurez le changement de volume fractionnaire proportionnel (également appelé dilatation) du matériau. Appliquez une force connue au matériau dans les deux directions de contrainte et de déformation. Mesurez la dilatation (dSs) qui se produit dans le matériau lorsque seule une contrainte est appliquée. Mesurez la dilatation (dSn) qui se produit dans le matériau lorsque la force externe n'applique qu'une contrainte.
Méthode 3 sur 3: effectuer les calculs
- 1Calculez 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) multipliée par le module de compression K (exprimé en MPa). Comme p = K fois dSs, le module de masse K est déterminé comme p divisé par dSs.
- 2Déterminez 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 (un 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.
- 3Déterminer le module des jeunes. La contrainte d'un matériau provoquera une déformation proportionnelle et vice versa. Le module de Young décrit la relation entre la contrainte et la déformation dans le matériau. C'est 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.
- 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 traverse 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 le changement de volume proportionnel produira des valeurs plus précises que celles obtenues en appliquant une force externe en régime permanent.
Questions et réponses
- Comment changer le module?Vous ne pouvez pas modifier le module.
