Wat is Shear Modulus in de wetenschap?

afschuifmodulus, die ook vaak wordt genoemd als de modulus van stijfheid of torsiemodulus, is een maat voor de rigide of stijve aard van verschillende soorten vaste materialen.Het is afgeleid van de materiaalverhouding van zijn schuifspanningwaarde tot die van afschuifspanning.Schuifspanning is een waarde van hoeveel kracht wordt uitgeoefend op een vierkant gebied van een materiaal, meestal gemeten in drukwaarden van pascals.Stam is de hoeveelheid die het materiaal heeft vervormd onder spanning gedeeld door zijn oorspronkelijke lengte.De afschuifmoduluswaarde is altijd een positief getal en wordt uitgedrukt als een hoeveelheid kracht per eenheidsgebied, die in het algemeen wordt geregistreerd als metrische gigapascals (GPA) omdat de waarden praktischer zijn dan Engelse equivalenten.

Aangezien Gigapascals gelijk zijn aan miljarden pascals van kracht per eenheidsgebied, kunnen afschuifmodulusnummers er soms bedrieglijk klein uitzien.Een voorbeeld van hoe grote afschuifmoduluswaarden kunnen worden aangetoond wanneer ze worden omgezet in Engelse waarden van ponden per vierkante inch (lb/in ² ).Diamant wordt geschat op een rigiditeitsmodulus van 478 GPA (69,328.039 lb/in ² ), zuiver aluminium een van 26 GPa (3.770.981 lb/in ² ) en rubberbanen van 0,0002 tot 0,001 GPA (29 tot 145lb/in ² ).Om deze eenheden praktischer te maken met Engelse cijfers, is de praktijk om ze uit te drukken in kips per vierkante inch, waar een kip gelijk is aan een gewicht van 1.000 pond.

hoe moeilijker een stof is, hoe hoger de afschuifmoduluswaarde, afhankelijkop de omgevingstemperatuur wanneer de waarde wordt gemeten.Naarmate de afschuifmoduluswaarde stijgt, geeft dit aan dat een veel grotere hoeveelheid kracht of stress vereist is om deze te stammen of te vervormen langs het vlak van de richting van de kracht.Stamwaarden zelf zijn echter meestal vrij klein in de berekeningen, omdat spanning slechts een maat is voor vervorming van een vast materiaal voordat het breekt of breuken.De meeste vaste stoffen zoals metalen strekken slechts een kleine hoeveelheid uit voordat ze kapot gaan.

De uitzondering op deze beperking op kleine spanningswaarden zijn elastische materialen zoals rubber, die veel kunnen uitrekken voordat ze degraderen.Deze materialen worden vaak gemeten in plaats daarvan met behulp van de afschuifmodulus van elasticiteit, die ook een verhouding van spanning versus spanning is.Waarden voor de elasticiteitsmodulus op materialen zijn gebaseerd op hoeveel een materiaal kan worden uitgerekt voordat het permanente vervorming ondergaat.

De elasticiteitsmodulus is vaak dezelfde meting als Youngs Modulus, die specifiek een maat is voor lineaire stress op een vaste stofgedefinieerd als longitudinale spanning tot longitudinale stress.Een andere nauw verwante waarde in deze reeks metingen is bulkmodulus, die Youngs Modulus neemt en deze toepast op alle drie de dimensies in de ruimte.Bulkmodulus meet de elasticiteit van een vaste stof wanneer druk om te vervormen deze universeel wordt uitgeoefend van alle kanten, en is het tegenovergestelde van wat er gebeurt wanneer een materiaal wordt gecomprimeerd.Het is een waarde van volumetrische spanning gedeeld door volumetrische spanning en kan in een voorbeeld worden gevisualiseerd als wat er zou gebeuren met een uniforme vaste stof onder interne druk wanneer het in een vacuüm wordt geplaatst, waardoor het in alle richtingen zou uitzetten.