Unterschied zwischen dem Elastizitätsmodul und dem Steifigkeitsmodul

Hauptunterschied - Elastizitätsmodul vs. Steifigkeitsmodul

Elastizitätsmodul und Elastizitätsmodul sind zwei Zahlen, die von Materialingenieuren verwendet werden, um zu beschreiben, wie ein Material verformt wird. Das Hauptunterschied zwischen dem Elastizitätsmodul und dem Elastizitätsmodul ist das Der Elastizitätsmodul beschreibt, wie ein Material verformt wird, wenn eine Kraft senkrecht zu einer Oberfläche eines Objekts angelegt wird, bewirkt, dass sich das Material verlängert oder verkürzt Der Steifigkeitsmodul beschreibt, wie ein Material deformiert wird, wenn eine Kraft parallel zu einer Oberfläche eines Objekts aufgebracht wird, Bewirken, dass eine der Oberflächen in Bezug auf eine andere Oberfläche desselben Objekts verschoben wird.

Was ist der Elastizitätsmodul?

Der Elastizitätsmodul (Young-Modul) ist eine Zahl, die das Verhältnis von Spannung zu Dehnung in einem Objekt beschreibt, das durch eine Kraft verformt wird, die senkrecht zu einer Oberfläche eines Objekts ist. Das Stress eines Materials ist die Verformungskraft pro Flächeneinheit. Zum Beispiel zeigt die Abbildung unten ein Objekt, das sich durch eine Zugkraft auf das Objekt verlängert. In diesem Fall ist die Belastung () ist gegeben durch:

Da die Verformungskraft rechtwinklig zur Oberfläche des Objekts wirkt, wird die Spannung häufig genannt normaler Stress.

Zugspannung aus einer Kraft, die senkrecht zu einer Oberfläche wirkt.

Das Belastung ist die gebrochene Längenänderung des Objekts. Angenommen, das Objekt hatte eine Länge  bevor die Verformungskraft darauf einwirkt, und wenn das Objekt um eine Länge verlängert wird  unter der Verformungskraft, dann die Belastung () ist gegeben durch:

Der Elastizitätsmodul () ist dann gegeben durch:

Was ist der Modul der Starrheit?

Der Steifigkeitsmodul (Schermodul) ist eine Zahl, die den Wert von Scherbeanspruchung auf ein Material pro Flächeneinheit einwirken. Hier wirkt die Verformungskraft parallel zu einem Gesicht des Objekts, wodurch ein Gesicht gegenüber einem anderen Gesicht verschoben wird. Dies ist unten dargestellt:

Schubspannung von einer Kraft parallel zur Oberfläche.

So, Schubspannung () ist gegeben als:

Diese Gleichung hat die gleiche Form wie die Gleichung für die Normalspannung, der Unterschied liegt in der Wirkungsweise der Kraft.

Das Scherbeanspruchung () ist definiert als das Verhältnis der relativen Verschiebung zwischen den Oberflächen zum Abstand zwischen den Oberflächen. Hier,

Noch einmal die Schubmodul () ist das Verhältnis zwischen Schubspannung und Schubdehnung:

Beziehung zwischen dem Elastizitätsmodul und dem Steifigkeitsmodul

Elastizitätsmodul () und der Steifigkeitsmodul () sind durch die folgende Gleichung miteinander verbunden:

Hier, repräsentiert eine angerufene Nummer Poisson-Verhältnis dem jeweiligen Material gegeben. Wenn das Material in eine Richtung gestreckt wird, wird es in senkrechter Richtung gekürzt. In der Richtung, in der das Material verlängert wird, wird das axiale Dehnung () ist definiert als die fraktionelle Längenzunahme. In der Richtung, in der sich das Material verkürzt, wird der Querdehnung () gibt den Bruchteil die Ermäßigung in der Länge. Das folgende Diagramm veranschaulicht diese Formänderungen:

Definieren der Poisson-Quote

In diesem Diagramm beträgt die axiale Dehnung:

Die Querdehnung ist:

Beachten Sie das seit dem Objekt verkürzt in der Richtung senkrecht zur Kraft, . Poisson-Verhältnis () ist definiert als:

Das Minuszeichen wurde eingeführt, um dies sicherzustellen  nimmt einen positiven Wert an.

Unterschied zwischen dem Elastizitätsmodul und dem Steifigkeitsmodul

Richtung der Kraft

Elastizitätsmodul wird verwendet, um die Verformung eines Objekts zu berechnen, wenn eine Verformungskraft im rechten Winkel zu einer Oberfläche des Objekts wirkt.

Steifigkeitsmodul dient zur Berechnung von Verformungen, wenn eine Verformungskraft parallel zur Oberfläche eines Objekts wirkt.

Ändern Sie in der Form

Woher Elastizitätsmodul berechnet wird, wird das Objekt unter der Verformungskraft entweder verlängert oder verkürzt.

Woher Elastizitätsmodul berechnet wird, wird eine der Oberflächen des Objekts in Bezug auf eine andere Oberfläche verschoben.

Relative Größe

Für die meisten Materialien ist das Elastizitätsmodul ist größer als der Elastizitätsmodul. Ausnahmen von dieser Regel sind die sogenannten "auxetischen" Materialien, die haben negative Poisson-Verhältnisse, Diese Materialien sind jedoch weniger verbreitet.