Elastisuusmoduuli vs. jäykkyysmoduuli | Elastinen moduuli vs. leikkausmoduuli
Elastisuusmoduuli ja jäykkyysmoduuli ovat aineen kaksi ominaisuutta. Nämä ominaisuudet ovat erittäin tärkeitä mekaanisten ja rakennesuunnitelmien suunnittelussa ja toteutuksessa. Nämä käsitteet ovat erittäin tärkeitä kiinteiden järjestelmien oikean mekaniikan ja staattisen ymmärtämisen kann alta. Selkeä ymmärrys tekniikan ja fysiikan k altaisilla aloilla edellyttää näiden käsitteiden selkeää ymmärtämistä. Tässä artikkelissa aiomme keskustella, mitä kimmomoduuli ja jäykkyysmoduuli ovat, niiden sovellukset, kimmomoduulin ja jäykkyysmoduulin määritelmät, niiden erot ja lopuksi näiden kahden välinen ero.
Jäykkyysmoduuli (leikkausmoduuli)
Leikkausjännitys on muodonmuutosvoima. Kun voimaa kohdistetaan tangentiaalisesti kiinteään pintaan, kiinteällä aineella on taipumus "kiertyä". Jotta tämä tapahtuisi, kiinteä aine on kiinnitettävä siten, että se ei voi liikkua voiman suuntaan. Leikkausjännityksen yksikkö on Newton neliömetriä kohti tai yleisesti Pascal. Tiedämme, että Pascal on myös paineen yksikkö. Paineen määritelmä on kuitenkin pintaan nähden normaalivoima jaettuna pinta-alalla, kun taas leikkausjännityksen määritelmä on pinnan suuntainen voima pinta-alayksikköä kohti. Kiinteään esineeseen vaikuttava vääntömomentti voi myös aiheuttaa leikkausjännitystä. Määritelmän mukaan ei vain kiinteillä aineilla vaan myös nesteillä voi olla leikkausjännitystä. Esineillä on ominaisuus nimeltä leikkausmoduuli, joka kertoo kuinka pitkälle esine vääntyy tietyllä leikkausjännityksellä. Tämä riippuu kohteen muodosta, koosta, materiaalista ja lämpötilasta. Rakenteiden ja autotekniikan leikkausjännitys on pääroolissa suunnittelussa ja toteutuksessa.
Elastisuusmoduuli
Elastisuus on erittäin hyödyllinen aineen ominaisuus. Se on materiaalien kykyä palata alkuperäiseen muotoonsa, kun kaikki ulkoiset voimat on poistettu. Havaitaan, että elastisen tangon pitämiseen venytettynä tarvittava voima on verrannollinen tangon venytettyyn pituuteen. Kimmomoduuli on esineen taipumus muuttaa muotoaan elastisesti ulkoisen voiman vaikutuksesta. Kimmomoduulin määritelmä on jännityksen suhde jännitykseen. Jännitys on molekyylien muodonmuutoksen aiheuttama palautusvoima. Stressi annetaan painostuksena. Venymä on epämuodostuneen pituuden suhde kohteen alkuperäiseen pituuteen. Jännitys on mittaamaton suure. Siksi kimmomoduulilla on myös jännitysmitat, jotka ovat Newton per neliömetri tai Pascal.
Mitä eroa on kimmomoduulilla ja jäykkyysmoduulilla?
• Jäykkyysmoduuli pätee sekä kimmoisille että ei-elastisille muodonmuutoksille, kun taas kimmomoduuli on voimassa vain kimmoisille muodonmuutoksille.
• Elastinen muodonmuutos määritellään pintaan nähden kohtisuoralle voimille, kun taas jäykkyysmoduuli määritellään voimille, jotka vaikuttavat pintaa pitkin sen suuntaisesti.
• Kimmomoduulin muodonmuutos on lineaarinen, kun taas jäykkyysmoduulin muodonmuutos on pyöreä.
