Модуль пружності для сталі, а також для інших матеріалів

Перед тим, як використовувати якийнебудь матеріал у будівельних роботах, слід ознайомитися з його фізичними характеристиками для того, щоб знати як з ним звертатися, яке механічне вплив буде для нього прийнятний, і так далі. Однією з важливих характеристик, на які дуже часто звертають увагу, є модуль пружності.

Нижче розглянемо саме поняття, а також цю величину по відношенню до одного з найпопулярніших в будівництві і ремонтних роботах матеріалу — сталі. Також будуть розглянуті ці показники у інших матеріалів, задля прикладу.

Модуль пружності — що це?

Модулем пружності якого-небудь матеріалу називають сукупність фізичних величин, які характеризують здатність якого=небудь твердого тіла пружно деформуватися в умовах додатка до нього сили. Виражається вона буквою Е. Так вона буде згадано у всіх таблицях, які будуть йти далі в статті.

Неможливо стверджувати, що існує тільки один спосіб виявлення значення пружності. Різні підходи до вивчення цієї величини призвели до того, що існує відразу кілька різних підходів. Нижче будуть наведені три основних способи розрахунку показників цієї характеристики для різних матеріалів:

• Модуль Юнга (Е) описує опір матеріалу будь розтягування або стиснення при пружної деформації. Визначається варіант Юнга відношенням напруги до деформації стиснення. Зазвичай саме його називають просто модулем пружності.
• Модуль зсуву (G), званий також модулем жорсткості. Цей спосіб виявляє здатність матеріалу чинити опір будь-якій зміні форми, але в умовах збереження ним своєї норми. Модуль зсуву виражається відношенням напруги зсуву до деформації зсуву, яка визначається у вигляді зміни прямого кута між наявними площинами, що піддаються впливу дотичних напружень. Модуль зсуву, до речі, є однією із складових такого явища, як в’язкість.
• Модуль об’ємної пружності (К), які також іменується модуль об’ємного стиску. Даний варіант означає здатність об’єкта з якогонебудь матеріалу змінювати свій об’єм у разі впливу на нього всебічного нормального напруги, який є однаковим за всіма своїми напрямами. Виражається цей варіант відношенням величини об’ємного напруги до величини відносного об’ємного стиску.
• Існують також і інші показники пружності, які вимірюються в інших величинах і виражаються іншими відносинами. Іншими ще дуже відомими і популярними варіантами показників пружності є параметри Ламе або ж коефіцієнт Пуассона.

Таблиця показників пружності матеріалів

Перед тим, як перейти безпосередньо до цієї характеристики сталі, розглянемо для початку, в якості прикладу та додаткової інформації, таблицю, що містить дані про цю величину по відношенню до інших матеріалів. Дані вимірюються в МПа.

Модуль пружності різних матеріалів

Як можна помітити з представленої вище таблиці, це значення є різним для різних матеріалів, до того ж показника різняться, якщо враховувати той чи інший варіант обчислення цього показника. Кожний вільний вибирати саме той варіант вивчення показників, який більше підійде йому. Краще, можливо, вважати модуль Юнга, так як він частіше застосовується для характеристики того або іншого матеріалу в цьому відношенні.

Після того як ми коротко ознайомилися з даними цієї характеристики інших матеріалів, перейдемо безпосередньо до характеристиці окремо сталі.

Для початку звернемося до сухих цифр і виведемо різні показники цієї характеристики для різних видів сталей і сталевих конструкцій: