Was ist in der Wissenschaft Schermodul?

Schermodul, der häufig auch als Modul der Starrheit oder Torsionsmodul bezeichnet wird, ist ein Maß für die steife oder steife Natur verschiedener Arten von festen Materialien.Es leitet sich vom Materialverhältnis seines Scherspannungswerts zu dem der Scherdehnung ab.Scherspannung ist ein Wert dafür, wie viel Kraft auf eine quadratische Fläche eines Materials angewendet wird, das normalerweise in Druckwerten von Pascals gemessen wird.Die Dehnung ist die Menge, die das Material unter Spannung geteilt durch seine ursprüngliche Länge verformt hat.Der Schermodulwert ist immer eine positive Zahl und wird als eine Menge Kraft pro Einheitsbereich ausgedrückt, die im Allgemeinen als metrische Gigapascals (GPA) aufgezeichnet wird, da die Werte praktischer sind als englische Äquivalente.

Da Gigapascals milliarden pascal der Kraft pro Flächeneinheit entsprechen, können die Schermodul -Zahlen manchmal täuschend klein aussehen.Ein Beispiel dafür, wie große Schermodulwerte gezeigt werden können, wird gezeigt, wenn sie in englische Werte von Pfund pro Quadratzoll (lb/in ² ) umgewandelt werden.Es wird geschätzt, dass Diamant einen Starrheitmodul von 478 GPa (69.328.039 lb/in ² ), reinem Aluminium einer von 26 GPa (3.770.981 lb/in ² ) und Rubber -Bereichen von 0,0002 bis 0,001 GPa (29 bis 145) aufweist.lb/in ² ).Um diese Einheiten mit englischen Zahlen praktischer zu gestalten, besteht die Praxis darin, sie in Kips pro Quadratzoll auszudrücken, wo ein KIP gleich einem Gewicht von 1.000 Pfund ist.auf der Umgebungstemperatur, wenn der Wert gemessen wird.Wenn der Schermodulwert steigt, zeigt dies an, dass eine viel größere Menge an Kraft oder Spannung erforderlich ist, um sie entlang der Ebene der Kraftrichtung abzuziehen oder zu verformen.Die Dehnungswerte selbst sind jedoch in den Berechnungen eher klein, da der Stamm nur ein Maß für die Verformung eines festen Materials ist, bevor es bricht oder Brüche.Die meisten Feststoffe wie Metalle dehnen sich vor dem Zusammenbruch nur eine kleine Menge.

Die Ausnahme dieser Einschränkung auf kleine Dehnungswerte sind elastische Materialien wie Gummi, die sich vor dem Abbau erheblich erstrecken können.Diese Materialien werden häufig unter Verwendung des Schermoduls der Elastizität gemessen, was auch ein Verhältnis von Spannung zu Dehnung ist.Die Werte für den Elastizitätsmodul auf Materialien basieren daraufdefiniert als Längsstreh zur Längsstress.Ein weiterer eng verwandter Wert in dieser Reihe von Messungen ist der Bulk -Modul, der Youngs Modul nimmt und ihn auf alle drei Dimensionen im Weltraum anwendet.Der Schüttgutmodul misst die Elastizität eines Feststoffs, wenn der Druck zur Verformung universell von allen Seiten angewendet wird, und ist das Gegenteil von dem, was passiert, wenn ein Material komprimiert wird.Es ist ein Wert der volumetrischen Spannung geteilt durch die volumetrische Dehnung und kann in einem Beispiel als das, was mit einem gleichmäßigen Feststoff unter innerem Druck passieren würde, bei einem Vakuum visualisiert werden, was dazu führen würde, dass es in alle Richtungen erweitert wird.