ВУЗ:
Составители:
различными прочностными свойствами). Это сходство явилось источни-
ком бесконечных заблуждений. Примерно столетие после Гука су-
ществовала эта путаница: не всем была ясна разница между двумя поня-
тиями упругости. И это длилось до тех пор, пока в 1800 г. английский уче-
ный Томас Юнг (1773-1829 гг.) не пришел к выводу, что если пользоваться
не
абсолютными значениями сил и смещений в конструкциях, а напряже-
ниями и деформациями, то закон Гука можно записать в следующем виде:
напряжение/деформация = σ/ε ~ const. Юнг заключил, что эта константа
является неотъемлемой характеристикой каждого химического вещества и
представляет его жесткость. Эта константа упругости называется теперь
модулем Юнга Е=σ/ε. Следовательно,
Е описывает жесткость материала
как такового. Жесткость любого заданного объекта зависит не только от
модуля Юнга материала, но и от геометрической формы объекта.
Все встало на свои места, когда английский ученый Томас Юнг пока-
зал, что для каждого материала существует постоянная величина, характе-
ризующая способность его сопротивляться воздействию силы. Эта величи
-
на и была названа модулем упругости, или модулем Юнга. Юнг заметил,
что сжатие бруса всегда сопровождается его утолщением, а значит, увели-
чением площади его поперечного сечения. Растяжение же делает брус или
проволоку тоньше, следовательно, уменьшает площадь сечения.
Рассуждения Юнга начались с переосмысления закона Гука и его
опытов. Если с удвоением
нагрузки в проволоке или пружине удлинение
удваивается, а с утроением – утраивается и т.д., то частное от деления си-
лы на удлинение будет величиной постоянной. Для того чтобы абстраги-
роваться от размеров элемента и вида нагрузки, Юнг предложил использо-
вать не абсолютные, а относительные значения силы и деформации (удли-
нения и
укорочения). Действующую на элемент силу (растягивающую или
сжимающую) он приводил к единице площади сечения. Немного позднее
эта относительная величина была названа напряжением. Вместо же абсо-
лютной деформации, например удлинения, Юнг вводит величину относи-
тельной деформации, представляющую собой отношение удлинения, мак-
симально возможного для данного материала, к первоначальной длине.
Другими словами,
если относительная деформация равна единице или
100%, то это значит, что элемент до своего разрушения способен удли-
ниться вдвое. При этом имеется в виду, что закон Гука действует в мате-
риале до самого разрушения.
Модуль упругости характеризует важнейшее свойство конструкцион-
ного материала – его жесткость. Резина, дерево, стекло, сталь обладают
различной жесткостью.
Модуль упругости резины равен 70 кгс/см
2
, для
стекла он в 1000 раз больше. Дерево вдвое жестче стекла, а сталь в 14 раз
жестче дерева. Кстати, значение модуля упругости для стали, равное
2⋅10
6
кгс/см
2
, также определил Юнг (правда, в других единицах – фунтах на
дюйм). Физический смысл модуля упругости, который и сейчас не являет-
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 14
- 15
- 16
- 17
- 18
- …
- следующая ›
- последняя »
