Elasticiteitsmodulus versus stijfheidsmodulus | Elastische modulus versus afschuifmodulus
Elasticiteitsmodulus en stijfheidsmodulus zijn twee eigenschappen van materie. Deze eigenschappen zijn erg belangrijk bij het ontwerpen en uitvoeren van mechanische en structurele ontwerpen. Deze concepten zijn erg belangrijk voor het begrijpen van de juiste mechanica en statica van solide systemen. Om een duidelijk begrip te hebben op gebieden zoals techniek en natuurkunde, is een duidelijk begrip van deze concepten vereist. In dit artikel gaan we bespreken wat de elasticiteitsmodulus en de stijfheidsmodulus zijn, hun toepassingen, definities van de elasticiteitsmodulus en de stijfheidsmodulus, hun verschillen en tenslotte het verschil tussen deze twee.
Rigiditeitsmodulus (afschuifmodulus)
Afschuifspanning is een vervormingskracht. Wanneer een kracht tangentieel op een vast oppervlak wordt uitgeoefend, heeft de vaste stof de neiging om te "draaien". Om dit te laten gebeuren, moet de vaste stof worden gefixeerd, zodat deze niet in de richting van de kracht kan bewegen. De eenheid van schuifspanning is Newton per vierkante meter of algemeen bekend als Pascal. We weten dat Pascal ook de eenheid van druk is. De definitie van druk is echter de kracht loodrecht op het oppervlak gedeeld door het oppervlak, terwijl de definitie van schuifspanning de kracht evenwijdig aan het oppervlak per oppervlakte-eenheid is. Koppel dat op een vast object inwerkt, kan ook schuifspanning veroorzaken. Per definitie kunnen niet alleen vaste stoffen, maar ook vloeistoffen een schuifspanning hebben. Objecten hebben een eigenschap die de schuifmodulus wordt genoemd en die ons vertelt hoe ver het object zal draaien bij een gegeven schuifspanning. Dit is afhankelijk van de vorm, grootte, materiaal en temperatuur van het object. Schuifspanning van constructies en autotechniek speelt een hoofdrol bij het ontwerpen en uitvoeren van het ontwerp.
Elasticiteitsmodulus
Elasticiteit is een zeer nuttige eigenschap van materie. Het is het vermogen van de materialen om terug te keren naar hun oorspronkelijke vorm nadat eventuele externe krachten zijn verwijderd. Opgemerkt wordt dat de kracht die nodig is om een elastische staaf gestrekt te houden evenredig is met de uitgerekte lengte van de staaf. Elasticiteitsmodulus is de neiging van een object om elastisch te vervormen wanneer een externe kracht wordt uitgeoefend. De definitie van de elasticiteitsmodulus is de verhouding tussen spanning en rek. De spanning is de herstellende kracht die wordt veroorzaakt door de vervorming van de moleculen. Stress wordt gegeven als een druk. Spanning is de verhouding van de vervormde lengte tot de oorspronkelijke lengte van het object. Spanning is een dimensieloze grootheid. Daarom heeft de elasticiteitsmodulus ook de dimensies van spanning, namelijk Newton per vierkante meter of Pascal.
Wat is het verschil tussen de elasticiteitsmodulus en de stijfheidsmodulus?
• De stijfheidsmodulus is geldig voor zowel elastische als niet-elastische vervormingen, terwijl de elasticiteitsmodulus alleen geldig is voor elastische vervormingen.
• Elastische vervorming wordt gedefinieerd voor krachten loodrecht op het oppervlak, terwijl de stijfheidsmodulus wordt gedefinieerd voor krachten die langs het oppervlak evenwijdig daaraan werken.
• De vervorming voor de elasticiteitsmodulus is lineair, terwijl de vervorming voor de stijfheidsmodulus cirkelvormig is.
