مدول الاستیسیته مواد

مدول الاستیسیته مواد

تعداد بازدید: 23309
چهارشنبه 03 دي 1393

مدول الاستیسیته مواد

مدول الاستیسیته مواد (Elastic Modulus)، شیب قسمت خطی در ابتدای منحنی تنش - کرنش، مدول الاستیسیته یا مدول یانگ است. مدول الاستیسیته، معیار سنتی ماده است. هر چه این مدول بزرگ‌ تر باشد، کرنش الاستیک ناشی از اعمال یک تنش معین، کم تر است. مدول الاستیسیته برای محاسبه خمیدگی تیرها و سایر اجزا لازم است ، لذا در طراحی بسیار مهم است.

مدول الاستیسیته توسط نیرو های اتصال بین اتم‌‌ ها تعیین می‌ شود. چون این نیرو ها نمی ‌توانند بدون تغییر ماهیت اصلی ماده تغییر کنند ، در نتیجه مدول الاستیسیته یکی از مهم‌ ترین خواص مکانیکی حساس به ساختار است. عناصر آلیاژی، عملیات حرارتی، یا کار سرد تاثیر کمی بر این مدول دارند. با این حال، افزایش دما مدول الاستیسیته را کاهش می ‌دهد. معمولا در دمای بالا این مدول توسط یک روش دینامیکی اندازه گرفته می‌ شود.

مدول الاستیسته برخی از مواد

مدول الاستیسته برخی مواد در دمای 20 درجه سانتی گراد یا 68 درجه فارنهایت نمایش داده شده است. واحد مدول الاستیک در این جدول psi یا پوند بر اینچ مربع است.

ماده مدول الاستیسیته (106psi) ماده مدول الاستیسیته (106psi)
آلومینیم 10.2 وانادیم 18.5
کادمیم 7.2 اکسید آلومینیم 60
کروم 40.5 الماس 140
مس 18.8 شیشه 11.6
طلا 11.3 نایلون 66 0.17
آهن 30.6 پلی کربنات 0.35
منیزیم 6.5 پلی اتیلن 0.19-0.058
نیکل 28.9 پلی متیل متا کریلیت 0.49-0.35
نیوبیوم 15.2 پلی پروپیلن 0.39-0.16
نقره 12.0 پلی استیرن 0.61-0.39
تانتالیم 26.9 کوارتز 10.6
تیتانیم 16.8 کاربید سیلیسیم 68
تنگستن 59.6 کاربید تنگستن 77.5

دلیل اصلی تغییرات زیاد در مدول الاستیسیته ، ناشی از تفاوت نیروی بین اتمی دو اتم یا یون مجاور است. برای نشان دادن این حقیقت ، تغییرات انرژی پتانسیل  بین دو ذره مجاور نسبت به فاصله جدایش x ) ) آن ها بررسی می شود.

منحنی E-x

شکل 2

              

منحنی F-x

شکل 1

فاصله تعادلی جدایش ذرات x0 ، که مربوط به یک حداقل انرژی پتانسیل است، همراه با توازن انرژی های دافعه و جاذبه بین دو اتم یا یون مجاور است. شکل این ارتباط با معادله زیر مشخص شده است :

در این رابطه عبارت اول و دوم به ترتیب مربوط به جاذبه و دافعه بوده و مقدار m از n بیشتر است. در x0 ، نیروی وارد به ذره صفر است. اولین مولفه نیرو نسبت به فاصله جدایش ذرات  یعنی df/dx ( یا d2E/dx2)  توصیف کننده سفتی یا مقاومت نسبی در مقابل جدایش دو ذره است. در این صورت ، df/dx مشابه با مدول یانگ است. تجزیه و تحلیل ساده نیروهای پیوندی نشان می دهد که سفتی کشسان متناسب با عبارت زیر است :

مثال هایی که وابستگی شدید سفتی الاستیک به x0 را برای فلزات قلیایی نشان می دهد در شکل های 3 و 4 آمده است : 

وابستگی مدول برشی و مدول حجمی به فاصله بین اتمی

شکل 4

                 

تغییرات مدول الاستیک با دما

شکل 3

از بحث فوق چنین استنباط می شود که برای فلزات و سرامیک ها باید مقادیر E با افزایش دما کاهش یابد. این امر ناشی از این حقیقت است که فاصله جدایش اتمی یا یونی با افزایش دما افزایش می یابد (یعنی، مواد وقتی گرم می شوند منبسط می شوند). خط چین در شکل 2 مربوط به مقادیر x0 در دماهای بیش تر از صفر مطلق است. کاهش مدول الاستیک با افزایش دما تدریجی است، به ازای 100 درجه سانتی گراد تغییر در دما فقط درصد کمی کاهش رخ می دهد. از آنجا که E به میزان نیروهای بین اتمی بستگی دارد، این نیرو خود با نوع پیوند، که در یک ماده معین یافت می شود، تغییر می کند و به تغییرات ریزساختار حساس نیست. در نتیجه، با وجود اینکه بر اثر عملیات حرارتی و افزودن اندکی عناصر آلیاژی، استحکام فولاد آلیاژی از 210 به 2400 مگا پاسکال تغییر میکند، مدول کشسان هر دو ماده نسبتا بدون تغییر می ماند. (حدود 200 تا 210 گیگا پاسکال)

منابع و پیوندها

گرد آوری شده توسط دپارتمان پژوهشی شرکت پاکمن

جورج دیتر ، ترجمه ی شهره شهیدی ، متالورژی مکانیکی ،  مرکز نشر دانشگاهی ، 1369.

ریچارد هرتزبرگ ، ترجمه دکتر علی اکبر اکرامی ، تغییر شکل و مکانیک شکست مواد و آلیاژهای مهندسی ، موسسه انتشارات علمی ، 1385.

برداشت از مطالب سایت با ذکر منبع بلامانع است

مدول کشسانی
مدول الاستیسیته
مدول یانگ
مدول الاستیک
Elastic modulus
برچسب ها: خواص مکانیکی مواد
تقویم نمایشگاهی 98
نمایشگاه به عنوان يكی از مهمترين بخش های تجاری و اقتصادی ایران با بهره مندی از ف ...بیشتر
هفدهمین دوره نمایشگاه ساختمان، تجهیزات، تاسیسات و سیستم های سرمایشی و گرمایشی گرگان-خرداد 98
عنوان: هفدهمین دوره نمایشگاه ساختمان، تجهیزات، تاسیسات و سیستم های سرمایشی و گرم ...بیشتر
شانزدهمین دوره نمایشگاه ساختمان حرارتی، برودتی و سیستم های تهویه رشت-خرداد 98
عنوان: شانزدهمین دوره نمایشگاه ساختمان حرارتی، برودتی و سیستم های تهویه رشت-خردا ...بیشتر
بیست و چهارمین نمایشگاه بین المللی ماشین آلات، لوازم و مصالح ساختمان تبریز-خرداد 98
عنوان: بیست و چهارمین نمایشگاه بین المللی ماشین آلات، لوازم و مصالح ساختمان تبری ...بیشتر
نوزدهمین دوره نمایشگاه صنعت ساختمان و صنایع وابسته مازندران-خردادماه 98
عنوان: نوزدهمین دوره نمایشگاه صنعت ساختمان و صنایع وابسته مازندران 98 شهر: ...بیشتر
بیست و چهارمین نمایشگاه بین المللی نفت، گاز، پالایش و پتروشیمی تهران- اردیبهشت 98
عنوان: بیست و چهارمین نمایشگاه بین المللی نفت، گاز، پالایش و پتروشیمی تهران- ارد ...بیشتر
هفدهمین نمایشگاه ساختمان و صنایع وابسته کرمان-شهریور 98
عنوان: هفدهمین نمایشگاه ساختمان و صنایع وابسته کرمان شهر: کرمان تار ...بیشتر
اولین نمایشگاه بین المللی تجهیزات پزشکی، دندانپزشکی، آزمایشگاهی و بیمارستانی کیش-شهریورماه 98
عنوان:اولین نمایشگاه بین المللی تجهیزات پزشکی، دندانپزشکی، آزمایشگاهی و بیمارستا ...بیشتر
شانزدهمین نمایشگاه تاسیسات و سیستم های سرمایشی و گرمایشی همدان-مردادماه 98
عنوان نمایشگاه : شانزدهمین نمایشگاه تاسیسات و سیستم های سرمایشی و گرمایشی همدان ...بیشتر
سیزدهمین نمایشگاه ساختمان، تاسیسات و سیستم های سرمایشی و گرمایشی شهرکرد 98
عنوان: سیزدهمین نمایشگاه ساختمان، تاسیسات و سیستم های سرمایشی و گرمایشی شهرکرد 9 ...بیشتر
راندمان بویلر
شاخص های مؤثر در محاسبات راندمان بویلر، یکی از اساسی ترین ضوابط مؤثر در ارتقا سط ...بیشتر
کتاب موتورخانه بخار شرکت پاکمن
سرشناسه: میرزازاده، قربانعلی، 1325 عنوان و نام پدید آور: موتورخانه بخار/ ق ...بیشتر
مقررات ملّي ساختمان ايران مبحث نوزدهم
دانلود فایل PDF مقررات ملی ساختمان ایران-مبحث نوزدهم-صرفه جویی در مصرف انرژی ...بیشتر
راه اندازی سختی گیر نیمه اتوماتیک رزینی
دستور العمل راه اندازی سختی گیر های نیمه اتوماتیک رزینی سختی گیرهای رزینی از ...بیشتر
جانمایی بویلر در موتورخانه
براي عملکرد مناسب بويلرها و تجهيزات وابسته بايد فضاي کافي را در موتورخانه به آن ...بیشتر
کتاب انتخاب بویلر شرکت پاکمن
سرشناسه: میرزازاده، قربانعلی، 1325 عنوان و نام پدید آور: انتخاب بویلر/ قرب ...بیشتر
مراحل آموزش و نگهداری دیگ های بخار سیار
مقدمه از دیرباز استفاده از تجهیزات مولد بخار در صنایع مختلف از جمله صنایع نفت ...بیشتر
معرفی کتابچه دیگ آبگرم شرکت پاکمن
راه اندازی آموزش و بهره برداری از   Hot Water Boilers   ...بیشتر
معرفی کتابچه موتور خانه استخر
نام مقاله: کتابچه موتور خانه استخر نام نویسنده: دپارتمان پژوهش شرکت پاکمن ...بیشتر
دستور العمل نصب، نگهداری و راه اندازی بویلر بخار
دستور العمل نصب، نگهداری و راه اندازی بویلر بخار براي استفاده بهينه از بویلر ها ...بیشتر