Unități SI | pascal (MPa, GPa) |
---|---|
Dimensiune | M · L -1 · T -2 |
Natură | Dimensiune intensivă a tensorului |
Simbol obișnuit | În funcție de modulul luat în considerare: E , G , K , λ , ν , M , P - modul de undă |
Un modul elastic (sau modulul elastic sau modulul de conservare ) este o cantitate intrinsecă a unui material , definită de raportul dintre o solicitare și deformarea elastică cauzată de această solicitare. De Deformațiile fiind adimensional , a modulii elastice sunt omogene , la o presiune și lor IS unitate este , prin urmare, pascalul ; în practică, se folosește mai degrabă un multiplu, MPa sau GPa .
Comportamentul elastic al unui material izotrop și liniar omogen se caracterizează prin doi moduli independenți (sau constante) de elasticitate. Tabelul numit „Formule de conversie” din partea de jos a paginii indică relațiile perechilor de module elastice, dintr-un total de șase module: E , G , K , M , ν și λ . Cu toate acestea, utilizarea relațiilor date în acest tabel necesită corecții care sunt date în literatura de specialitate.
În ingineria structurală , cea mai comună alegere este perechea modulului Young și raportul Poisson ( E , ν ); se folosește și perechea echivalentă ( E , G ). Modulul E (legat de rigiditate ) este adesea utilizat în acustică .
Cunoașterea caracteristicilor reologice în funcție de temperatură este de mare interes. Modificările modulelor sau ale vâscozităților sunt adesea semnificative. A se vedea , de asemenea , de temperatura de tranziție vitroasă ( T v ) și termostabilitatii .
În funcție de tipul de deformare, modulul de elasticitate al unui material poate fi:
Diferite tipuri de module elastice corespunzătoare diferitelor tipuri de deformare (exemple):
Numele de familie | Comportamentul material | Legea comportamentului |
---|---|---|
Modulul de tracțiune | Când este supus unui efort uniaxial , proba suferă o mică expansiune liniară în raport cu grosimea. | |
Modul de forfecare | Când este supus la solicitare de forfecare , proba se deformează fără a schimba volumul. | |
Modul de compresibilitate mecanică | Sub rezerva unei constrângeri de compresibilitate , eșantionul suferă o variație a volumului fără a schimba forma. | |
Modulul de deformare uniaxială | Sub rezerva unei constrângeri de pseudo-compresibilitate , eșantionul suferă o variație a volumului fără a-și schimba forma. Tulpina rezultată este mare în comparație cu grosimea. |
În general, pentru o viscoelastic materială , nu există nici un stres tulpina relație (ecuația reologică) independentă de timp ( t ), acesta este cazul , în special , de tulpină la- tulpina raportului . Raportul de solicitare dinamică la deformarea dinamică a unui material viscoelastic supus vibrațiilor sinusoidale se numește modul complex sau modul dinamic și modul viscoelastic , notat M *
cu:
M ' , modulul de conservare , parte reală a lui M *, reprezentând componenta elastică a lui M * și rigiditatea materialului viscoelastic; M '' , modulul de pierdere , parte imaginară a lui M *, reprezentând componenta vâscoasă a lui M *; C *, complex împotrivirea , pentru un comportament linear vâscoelastică; și , amplitudinile ciclurilor de stres și respectiv de deformare.Tensiunile elastice și vâscoase sunt legate de proprietățile materialului prin modul.
Diagrama de mai sus reprezintă diferite proprietăți mecanice dinamice în planul complex , într-un experiment folosind deformări sinusoidale; este unghiul de fază dintre stres și tensiune.
Un material este considerat liniar viscoelastic dacă, atunci când este slab deformat, raportul stres-deformare (sau modul) este doar o funcție a frecvenței (sau a timpului) și a temperaturii ( T ). De la un nivel de deformare critic , comportamentul eșantionului este neliniar.
Un modul viscoelastic este determinat în DMA din geometria și rigiditatea dinamică a probei . De exemplu, modulele viscoelastice E ' și E' ' ale unui solid deformabil pot fi măsurate în DMA prin supunerea probei la tensiune de compresie sau de încovoiere. Vâscoelastic moduli G ' și G' ' a unui produs solid, un lichid ( polimer ), o rășină , un bitum , etc. , poate fi măsurată în DMA sau cu ajutorul unui reometru dinamic (cu excepția eșantionului solid în ultimul caz); caracterizarea se face în torsiune (pe un solid) sau la forfecare.
Dinamica viscozității η „ este proporțională cu G“ ' .