Hva er skjærmodul i vitenskap?

Skjærmodul, som også ofte blir referert til som modulen for stivhet eller torsjonsmodul, er et mål på den stive eller stive naturen til forskjellige typer faste materialer.Det er avledet fra materialforholdet mellom dens skjærspenningsverdi og skjærstamme.Skjærspenning er en verdi av hvor mye kraft som blir brukt på et kvadratisk område av et materiale, vanligvis målt i trykkverdier av Pascals.Stamme er mengden som materialet har deformert under stress delt på dens opprinnelige lengde.Skjærmodulverdien er alltid et positivt tall og uttrykkes som en mengde kraft per enhetsareal, som generelt er registrert som metriske gigapascals (GPA) fordi verdiene er mer praktiske enn engelske ekvivalenter.

Siden gigapascals tilsvarer milliarder av Pascals av kraft per arealenhet, kan skjærmodulnummer noen ganger se villedende små ut.Et eksempel på hvor store skjærmodulverdier kan demonstreres når de blir konvertert til engelske verdier på pund per kvadrat tomme (lb/i ² ).lb/i ² ).For å gjøre disse enhetene mer praktiske med engelske tall, er praksisen å uttrykke dem i kips per kvadrat tomme, der en kip er lik en vekt på 1000 pund. Jo vanskeligere et stoff er, jo høyere er skjærmodulverdien, avhengig avpå omgivelsestemperaturen når verdien måles.Når skjærmodulverdien stiger, indikerer dette at det kreves en mye større mengde kraft eller stress for å sil eller deformere den langs styrets retning.Stammeverdier har imidlertid en tendens til å være ganske små, i beregningene, fordi stamme bare er et mål på deformasjon av et solid materiale før det går i stykker eller brudd.De fleste faste stoffer som metaller vil bare strekke seg en liten mengde før de bryter sammen. Unntaket fra denne begrensningen på små belastningsverdier er elastiske materialer som gummi, noe som kan strekke seg mye før du nedbryter.Disse materialene måles ofte i stedet ved bruk av skjærmodulen til elastisitet, som også er et forhold mellom stress kontra belastning.Verdier for elastisitetsmodulen på materialer er basert på hvor mye et materiale som kan strekkes før det gjennomgår permanent deformasjon.

Elastisitetsmoduldefinert som langsgående belastning til langsgående stress.En annen nær beslektet verdi i denne målingsserien er bulkmodul, som tar Youngs -modul og bruker den på alle tre dimensjoner i rommet.Bulkmodul måler elastisiteten til et fast stoff når trykk for å deformere den blir universelt brukt fra alle sider, og er det motsatte av det som skjer når et materiale komprimeres.Det er en verdi av volumetrisk stress delt på volumetrisk belastning, og kan visualiseres i ett eksempel som hva som ville skje med et jevnt fast stoff under internt trykk når det plasseres i et vakuum, noe som vil føre til at det utvides i alle retninger.