En science, qu'est-ce que le module de cisaillement?

Le module de cisaillement

, qui est également souvent appelé module de module de rigidité ou de torsion, est une mesure de la nature rigide ou rigide de différents types de matériaux solides. Il est dérivé du rapport du matériau de sa valeur de contrainte de cisaillement à celui de la déformation de cisaillement. La contrainte de cisaillement est une valeur de la quantité de force appliquée à une zone carrée d'un matériau, généralement mesurée en valeurs de pression des pascals. La tension est la quantité que le matériau s'est déformé sous contrainte divisée par sa longueur d'origine. La valeur du module de cisaillement est toujours un nombre positif et est exprimée comme une quantité de force par unité de zone, qui est généralement enregistrée comme des gigapascals métriques (GPA) car les valeurs sont plus pratiques que les équivalents anglais.

Étant donné que les gigapascals égaux à des milliards de pass de force par unité de zone, les numéros de module de cisaillement peuvent parfois sembler trompeusement petits. Un exemple de la taille des valeurs de module de cisaillement peut être démontrée lorsqu'elles sont converties en valeurs anglaises de livres par pouce carré (lb/ dans

2 ). On estime que le diamant a un module de rigidité de 478 GPa (69,328,039 lb / in

2 ), de l'aluminium pur un de 26 GPa (3770,981 lb / in

2 ), et des caoutchoucs de 0,0002 à 0,001 GPA (29 à 145 lb / en

). Pour rendre ces unités plus pratiques avec des chiffres anglais, la pratique consiste à les exprimer en kips par pouce carré, où un kip est égal à un poids de 1 000 livres.

Plus une substance est difficile, plus la valeur du module de cisaillement est élevée, en fonction de la température ambiante lorsque la valeur est mesurée. À mesure que la valeur du module de cisaillement augmente, cela indique qu'une quantité beaucoup plus grande de force ou de contrainte est nécessaire pour la détruire ou la déformer le long du plan de la direction de la force. Les valeurs de déformation elles-mêmes ont tendance à être assez petites, cependant, dans les calculs, car la déformation n'est qu'une mesure de la déformation d'un matériau solide avant de se casser ou de se fractures. Le plus solideS comme les métaux n'étireront qu'une petite quantité avant de se décomposer.

L'exception à cette limitation des petites valeurs de déformation est que les matériaux élastiques comme le caoutchouc, qui peuvent s'étirer beaucoup avant de dégrader. Ces matériaux sont souvent mesurés à la place en utilisant le module de cisaillement d'élasticité, qui est également un rapport de contrainte par rapport à la déformation. Les valeurs du module d'élasticité sur les matériaux sont basées sur la quantité de matériau qui peut être étirée avant qu'elle subisse une déformation permanente.

Le module d'élasticité est souvent la même mesure que le module de Young, qui est spécifiquement une mesure de la contrainte linéaire sur un solide défini comme une déformation longitudinale à la contrainte longitudinale. Une autre valeur étroitement apparentée dans cette série de mesures est le module en vrac, qui prend le module de Young et l'applique aux trois dimensions dans l'espace. Le module en vrac mesure l'élasticité d'un solide lorsque la pression pour se déformer est universellement appliquée de tous les côtés, et est l'opposé de ce qui se passe lorsqu'il se passe lorsqu'ilLe matériau est comprimé. Il s'agit d'une valeur de contrainte volumétrique divisée par une déformation volumétrique, et peut être visualisée dans un exemple comme ce qui arriverait à un solide uniforme sous pression interne lorsqu'il est placé dans un vide, ce qui ferait se développer dans toutes les directions.