معامل يونغ ومعناه المادي الأساسي

2024 مؤلف: Angel Austin | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 05:16

معامل المرونة الطولية لمادة إنشائية ، أو معامل يونغ ، هو كمية مادية تميز خاصية المواد التي تضمن مقاومتها للتشوهات التي تعمل في الاتجاه الطولي.

تحدد المعلمة درجة صلابة مادة معينة.

يتوافق اسم الوحدة مع اسم توماس يونغ ، عالم فيزيائي وعالم إنجليزي شهير درس عمليات الضغط والتوتر للمواد الصلبة. يُشار إلى هذه الكمية المادية بالحرف اللاتيني E. يُقاس معامل يونغ بالباسكال.

يتم استخدام معامل يونغ ، أو معامل المرونة الطولية ، في حسابات مختلفة عند اختبار المواد لدرجة التشوه في ضغط التوتر ، وكذلك في الانحناء.

يجب أن يقال أن معظم المواد الإنشائية المستخدمة تتميز بمؤشر معامل يونج لقيم كبيرة بما فيه الكفاية ، والتي ، كقاعدة عامة ، بترتيب 10⁹بنسلفانيا. لذلك ، لتسهيل العمليات الحسابية والتسجيل ، يتم استخدام بادئة متعددة "جيجا" (GPa).

فيما يلي قيم معامل يونج للبعضالمواد الإنشائية ، والتي غالبًا ما تستخدم لأغراض عملية مختلفة. تعتمد متانة هياكل المباني والأشياء الأخرى على خصائص قوتها.

وفقًا للجدول أعلاه ، فإن المعامل الأقصى ينتمي إلى الفولاذ ، والحد الأدنى ينتمي إلى الخشب.

قيمة معامل يونج لبعض المواد الإنشائية

اسم المادة	المؤشر E، [GPa]	اسم المادة	المؤشر E، [GPa]
كروم	300	نحاس	95
نيكل	210	دورالومين	74
فولاذ	200	المنيوم	70
الحديد الزهر	120	زجاج	70
كروم	110	قصدير	35
الحديد الزهر الرمادي	110	ملموس	20
السيليكون	110	يؤدي	18
برونز	100	شجرة	10

التحديد الرسومي لمعامل يونغ ممكن بمساعدة مخطط ضغط خاص ، والذي يوضح منحنى تم الحصول عليه من اختبارات القوة المتكررة لنفس المادة.

في هذه الحالة ، المعنى المادي لمعامل يونغ هو إيجاد النسبة الرياضية للضغوط العادية إلى المقابلمؤشرات التشوه في قسم معين من الرسم البياني تصل إلى حد معين من التناسب σ_{الكمبيوتر.}

في شكل تعبير رياضي ، يبدو معامل يونغ على النحو التالي: E=σ / ε=tgα

يجب أن يقال أيضًا أن معامل يونغ هو أيضًا عامل تناسب في الوصف الرياضي لقانون هوك ، والذي يبدو كالتالي: σ=Eε

لذلك ، يتم التعبير عن العلاقة المباشرة بين معامل المرونة والخصائص المقاسة للمقاطع العرضية للمواد المشاركة في اختبارات الصلابة باستخدام مؤشرات مثل EA و E1.

EA هو مقياس لـ صلابة الشد والضغط للمواد في المقطع العرضي ، حيث A هي قيمة مساحة المقطع العرضي للقضيب.

E1 هي صلابة الانحناء للمادة في مقطعها العرضي ، حيث 1 هي قيمة اللحظة المحورية من القصور الذاتي التي تحدث في المقطع العرضي للمادة التي يتم اختبارها.

وهكذا ، فإن معامل يونغ هو مؤشر عالمي يسمح لك بتوصيف خصائص قوة المادة من عدة جوانب.