I Science, vad är skjuvmodul?

July 21

Skjuvmodulen, som också ofta kallas skjuvmodul eller vridningsmodul, är ett mått på den styva eller styva arten av olika typer av fasta material. Den härrör från materialets förhållandet mellan dess skjuvspänning värde till det för skjuvspänning. Skjuvspänning är ett värde på hur mycket kraft anbringas på en fyrkantig yta av ett material, som vanligen mäts i tryckvärden av pascal. Stam är den mängd att materialet har deformeras under tryck dividerat med den ursprungliga längden. Skjuvmodulen värdet är alltid ett positivt tal och uttrycks som en mängd kraft per ytenhet, som i allmänhet registreras som metriska gigapascal (GPa) eftersom värdena är mer praktisk än engelska motsvarigheter.

Eftersom gigapascal lika miljarder pascal kraft per ytenhet, kan skjuvmodul siffror ibland ser bedrägligt små. Ett exempel på hur stora skjuvmodul värden kan demonstreras när de konverteras till Engelska värden för pounds per kvadrattum (Ib / in 2). Diamond beräknas ha en modul av styvhet 478 GPa (69.328.039 £ / i 2), ren aluminium en av 26 GPa (£ 3.770.981 / i 2), och gummi intervall ,0002-0,001 GPa (29-145 lb / 2 ). För att göra dessa enheter mer praktiskt med engelska tal, är det praxis att uttrycka dem i Kips per kvadrattum, där en kip är lika med en vikt av 1000 pounds.

Ju hårdare en substans är, desto högre är dess skjuvmodul värde, beroende på den omgivande temperaturen när värdet mäts. Som skjuvmodulen värdet stiger indikerar detta att en mycket större mängd kraft eller spänning som krävs för att töja eller deformera den längs planet av riktningen av kraften. Sila värderar själva tenderar att vara ganska liten, men i beräkningarna, eftersom stammen är bara ett mått på deformation av ett fast material innan det går sönder eller frakturer. De flesta fasta ämnen som metaller kommer att sträcka endast en liten mängd innan den går sönder.

Undantaget denna begränsning på små belastningsvärden är elastiska material som gummi, vilket kan sträcka mycket innan förnedrande. Dessa material är ofta mäts i stället med hjälp av skjuvning elasticitetsmodul, som också är ett förhållande av spänning mot töjning. Värdena för elasticitetsmodulen på material är baserade på hur mycket ett material kan sträckas innan det undergår permanent deformation.

Elasticitetsmodulen är ofta samma mätningar som Youngs modul, vilken specifikt är ett mått på linjär belastning på en fast definierad som longitudinell belastning att longitudinell stress. En annan närbesläktad värde i denna serie av mätningar är bulkmodul, som tar Youngs modul och tillämpar det på alla tre dimensioner i rymden. Bulkmodul mäter elasticiteten i ett fast när trycket att deformera det är allmänt tillämpas från alla håll, och är motsatsen till vad som händer när ett material komprimeras. Det är ett värde på volume tryck dividerat med volym stam, och kan visualiseras i ett exempel som vad som skulle hända med ett likformigt, massivt under inre tryck när den placeras i ett vakuum, vilket skulle göra att den expanderar i alla riktningar.