Модуль Юнга

Поделись знанием:
Перейти к: навигация, поиск
Модуль Юнга
<math> E</math>
Размерность

L−1MT−2

Единицы измерения
СИ

Па

СГС

дин·см-2

Мо́дуль Ю́нга (модуль продольной упругости) — физическая величина, характеризующая свойства материала сопротивляться растяжению, сжатию при упругой деформации[1].

Назван в честь английского физика XIX века Томаса Юнга.

В динамических задачах механики модуль Юнга рассматривается в более общем смысле — как функционал деформируемой среды и процесса.

В Международной системе единиц (СИ) измеряется в ньютонах на квадратный метр или в паскалях. Является одним из модулей упругости.

Модуль Юнга рассчитывается следующим образом:

<math> E = \frac{F/S}{\Delta l/l} = \frac{F l} {S \Delta l}, </math>

где:

  • <math>F</math> — нормальная составляющая силы,
  • <math>S</math> — площадь поверхности, по которой распределено действие силы,
  • <math>l</math> — длина деформируемого стержня,
  • <math>\Delta l</math> — модуль изменения длины стержня в результате упругой деформации (измеренного в тех же единицах, что и длина <math>l</math>).

Через модуль Юнга вычисляется скорость распространения продольной волны в тонком стержне:

<math>c = \sqrt\frac{E}\rho,</math>

где <math>\rho </math> — плотность вещества.





Связь с другими модулями упругости

В случае изотропного тела модуль Юнга связан с модулем сдвига <math>G</math> и модулем объёмной упругости <math>K</math> соотношениями

<math>G=\frac{E}{2(1+ \nu)}</math>

и

<math>K = \frac{E}{3(1-2\nu)},</math>

где <math>\nu</math> — коэффициент Пуассона.

Значения модуля Юнга для некоторых материалов

Значения модуля Юнга для некоторых материалов приведены в таблице [2]

Материал модуль Юнга E, ГПа
Алюминий 70
Бронза 75-125
Вольфрам 350
Германий 83
Графен[3] 1000
Дюралюминий 74
Иридий 520
Кадмий 50
Кобальт 210
Константан 163
Кремний 109
Латунь 95
Лёд 3
Магний 45
Манганин 124
Медь 110
Никель 210
Олово 35
Свинец 18
Серебро 80
Серый чугун 110
Сталь 200
Стекло 70
Титан 112
Фарфор 59
Цинк 120
Хром 300

См. также

Напишите отзыв о статье "Модуль Юнга"

Примечания

  1. [dic.academic.ru/dic.nsf/enc_physics/1734/%D0%9C%D0%9E%D0%94%D0%A3%D0%9B%D0%98 Модули упругости] – Статьи в Физическом энциклопедическом словаре и Физической энциклопедии.
  2. Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя в 3т. Т. 1/В. И. Анурьев; 8-е изд., перераб и доп. Под ред. И. Н. Жестковой — М.: Машиностроение, 2001. — С. 34. ISBN 5-217-02963-3
  3. Галашев А. Е., Рахманова О. Р. [ufn.ru/ru/articles/2014/10/c/ Устойчивость графена и материалов на его основе при механических и термических воздействиях] // Успехи физических наук. — М.: РАН, ФИАН, 2014. — Т. 184, вып. 10. — С. 1051.

Литература

  • Волькенштейн В. С. Сборник задач по общему курсу физики / В. С. Волькенштейн. — СПб.: Лань, 1999. — 328 с.

Ссылки

  • [twt.mpei.ac.ru/TTHB/1/Tab-5-5-8-2-3-Young-Modul.html Квазистатический модуль Юнга] ([twt.mpei.ac.ru/MAS/Worksheets/HEDH/Tab-5-5-8-2-3-Young-Modul.mcd код] на Mathcad).
  • [www.isopromat.ru/sopromat/teoria/modul-unga Модуль упругости I рода]


Модули упругости для гомогенных изотропных материалов

Объёмный модуль упругости (<math>K</math>) | Модуль Юнга (<math>E</math>) | Параметры Ламе (<math>\lambda</math>) | Модуль сдвига (<math>G</math>) | Коэффициент Пуассона (<math>\nu</math>) | en:P-wave modulus (<math>M</math>)

Отрывок, характеризующий Модуль Юнга

Князь Андрей провел Пьера на свою половину, всегда в полной исправности ожидавшую его в доме его отца, и сам пошел в детскую.
– Пойдем к сестре, – сказал князь Андрей, возвратившись к Пьеру; – я еще не видал ее, она теперь прячется и сидит с своими божьими людьми. Поделом ей, она сконфузится, а ты увидишь божьих людей. C'est curieux, ma parole. [Это любопытно, честное слово.]
– Qu'est ce que c'est que [Что такое] божьи люди? – спросил Пьер
– А вот увидишь.
Княжна Марья действительно сконфузилась и покраснела пятнами, когда вошли к ней. В ее уютной комнате с лампадами перед киотами, на диване, за самоваром сидел рядом с ней молодой мальчик с длинным носом и длинными волосами, и в монашеской рясе.
На кресле, подле, сидела сморщенная, худая старушка с кротким выражением детского лица.
– Andre, pourquoi ne pas m'avoir prevenu? [Андрей, почему не предупредили меня?] – сказала она с кротким упреком, становясь перед своими странниками, как наседка перед цыплятами.
– Charmee de vous voir. Je suis tres contente de vous voir, [Очень рада вас видеть. Я так довольна, что вижу вас,] – сказала она Пьеру, в то время, как он целовал ее руку. Она знала его ребенком, и теперь дружба его с Андреем, его несчастие с женой, а главное, его доброе, простое лицо расположили ее к нему. Она смотрела на него своими прекрасными, лучистыми глазами и, казалось, говорила: «я вас очень люблю, но пожалуйста не смейтесь над моими ». Обменявшись первыми фразами приветствия, они сели.
– А, и Иванушка тут, – сказал князь Андрей, указывая улыбкой на молодого странника.
– Andre! – умоляюще сказала княжна Марья.
– Il faut que vous sachiez que c'est une femme, [Знай, что это женщина,] – сказал Андрей Пьеру.
– Andre, au nom de Dieu! [Андрей, ради Бога!] – повторила княжна Марья.
Видно было, что насмешливое отношение князя Андрея к странникам и бесполезное заступничество за них княжны Марьи были привычные, установившиеся между ними отношения.
– Mais, ma bonne amie, – сказал князь Андрей, – vous devriez au contraire m'etre reconaissante de ce que j'explique a Pierre votre intimite avec ce jeune homme… [Но, мой друг, ты должна бы быть мне благодарна, что я объясняю Пьеру твою близость к этому молодому человеку.]
– Vraiment? [Правда?] – сказал Пьер любопытно и серьезно (за что особенно ему благодарна была княжна Марья) вглядываясь через очки в лицо Иванушки, который, поняв, что речь шла о нем, хитрыми глазами оглядывал всех.
Княжна Марья совершенно напрасно смутилась за своих. Они нисколько не робели. Старушка, опустив глаза, но искоса поглядывая на вошедших, опрокинув чашку вверх дном на блюдечко и положив подле обкусанный кусочек сахара, спокойно и неподвижно сидела на своем кресле, ожидая, чтобы ей предложили еще чаю. Иванушка, попивая из блюдечка, исподлобья лукавыми, женскими глазами смотрел на молодых людей.
– Где, в Киеве была? – спросил старуху князь Андрей.
– Была, отец, – отвечала словоохотливо старуха, – на самое Рожество удостоилась у угодников сообщиться святых, небесных тайн. А теперь из Колязина, отец, благодать великая открылась…
– Что ж, Иванушка с тобой?
– Я сам по себе иду, кормилец, – стараясь говорить басом, сказал Иванушка. – Только в Юхнове с Пелагеюшкой сошлись…