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 aus dem Verhältnis des Materials seines Scherspannungswerts zu dem der Scherdehnung ab. Scherspannung ist ein Wert, 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 an Kraft pro Einheitsbereich ausgedrückt, die im Allgemeinen als metrische Gigapascals (GPA) aufgezeichnet wird, da die Werte praktischer sind als englische Äquivalente.
Da Gigapascals Milliarden von Kraftpolkalen pro Flächeneinheit entsprechen, können die Schermodulzahlen manchmal täuschend klein aussehen. Ein Beispiel dafür, wie große Schermodulwerte gezeigt werden können, wird gezeigt, wenn sie in englische Werte von Pfund pro Quadratzoll umgewandelt werden (LB/in 2 ). 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 ) und Rubber -Bereichen von 0,0002 bis 0,001 GPa (29) (2
Je schwieriger eine Substanz ist, desto höher sein Schermodulwert, abhängig von 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 Frakturen. Am festestenS wie Metalle dehnen sich nur eine kleine Menge, bevor sie zusammenbricht.
Die Ausnahme von dieser Einschränkung für 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 darauf, wie viel ein Material vor einer dauerhaften Verformung gestreckt werden kann.
Der Elastizitätsmodul ist häufig die gleiche Messung wie der Young's Modul, was speziell ein Maß für die lineare Spannung eines Feststoffs ist, das als Längsspannung bis zur Längsspannung definiert ist. Ein weiterer eng verwandter Wert in dieser Reihe von Messungen ist der Bulk -Modul, der Young's Modul nimmt und ihn auf alle drei Dimensionen im Raum anwendet. Massenmodul 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 aMaterial ist komprimiert. Es ist ein Wert der volumetrischen Spannung geteilt durch die volumetrische Dehnung und kann in einem Beispiel so visualisiert werden