Noor moodul vs tõmbetugevus
Youngi moodul ja tõmbetugevus on tahkete ainete kaks omadust. Need omadused mängivad olulist rolli sellistes valdkondades nagu materjaliteadus, masinaehitus, ehitus ja füüsika. Sellistes valdkondades silma paistmiseks on väga oluline neist mõistetest õigesti aru saada. Selles artiklis käsitleme Youngi moodulit ja tõmbetugevust, nende määratlusi, Youngi mooduli ja tõmbetugevuse rakendusi, nende kahe sarnasusi ning lõpuks Youngi mooduli ja tõmbetugevuse erinevust.
Young’s Modulus
Youngi moodul on aine väga väärtuslik omadus ja seda kasutatakse materjali jäikuse iseloomustamiseks. Youngi moodul on objektile avaldatava rõhu (pinge) ja objekti pinge suhe. Kuna deformatsioon on mõõtmeteta, on Youngi mooduli ühikud võrdsed rõhu ühikutega, milleks on Newton ruutmeetri kohta. Mõne materjali puhul on Youngi moodul teatud pingevahemikus konstantne. Need materjalid järgivad Hooke'i seadust ja neid peetakse lineaarseteks materjalideks. Materjale, millel puudub konstantne Youngi moodul, nimetatakse mittelineaarseteks materjalideks. Tuleb selgelt mõista, et Youngi moodul on materjali, mitte objekti omadus. Erinevatel samast materjalist objektidel on sama Youngi moodul. Youngi moodul on nime saanud füüsik Thomas Youngi järgi. Youngi moodulit saab määratleda ka rõhuna, mis on vajalik materjali ühikulise pinge saavutamiseks. Kuigi Youngi mooduli ühikud on Pascal, ei kasutata seda laialdaselt. Kasulikud ühikud on suured ühikud, nagu Mega Pascal või Giga Pascal.
Tõmbetugevus
Tõmbetugevus on üldine termin, mida kasutatakse ülima tõmbetugevuse (UTS) kohta. Materjali tõmbamisel venib see välja. Materjali venitavat jõudu nimetatakse pingeks. Ülim tõmbetugevus on maksimaalne pinge, mida materjal talub enne kaela tõmbamist. Kaelus on juhtum, kui proovi ristlõige muutub oluliselt väikeseks. Seda saab seletada proovi molekulidevaheliste sidemete abil. Pinge rakendamisel toimivad molekulidevahelised tõmbejõud vastupidises suunas, et hoida proovikeha vormis. Kui pinge vabaneb, naaseb proov täielikult või osaliselt algolekusse. Kui kaelus algab, venitatakse molekulid lahku, nii et molekulidevahelistest jõududest ei piisa nende koos hoidmiseks. See põhjustab stressist tulenevat äkilist pinget ja kaela minekut. Tõmbetugevus on ka materjali omadus. Seda mõõdetakse Pascalis, kuid praktilistes tingimustes kasutatakse suuremat mõõtühikut, näiteks Mega Pascal.
Mis vahe on Youngi moodulil ja tõmbetugevusel?
• Youngi moodul on materjali pingereaktsiooni mõõt. Ülim tõmbetugevus näitab, kui suurt pinget materjal talub.
• Youngi moodul on mittelineaarsete materjalide muutuja, mis varieerub sõltuv alt rakendatavast pingest. Tõmbetugevus on materjali jaoks fikseeritud väärtus.
