İçeriğe atla

Young modülü

Kauçuk, Young katsayısı çok düşük bir maddedir.

Young katsayısı, katı fiziğinde bir katının sertliğini ölçmede kullanılan bir birimdir. Aynı zamanda elastikiyet katsayısı, gerilme katsayısı (hacim katsayısı ve kopma katsayıları farklı elastik katsayılarıdır) olarak da bilinir. Farklı zorlanmalara bağlı olarak değişen farklı gerilmelerin oranı olarak tanımlanır. Bu maddenin bir örneği üzerinde yapılan gerilme testleri sonucunda çıkarılan gerilme-zorlanma grafiğine baz alınarak karar verilen bir olgudur.

Elastik deformasyondaki birim uzama ile normal gerilme (çekme ya da basma gerilmesi) arasındaki doğrusal ilişkinin bir sonucu olup bir birim uzama başına gerilme olarak tanımlanır. Elastisite modülünün birimi N/m2'dir. Örneğin, yapı çeliği için elastisite modülü Eçelik=2×1011 N/m2, alüminyum için Ealüminyum=7×1010 N/m2'dir.

Tarihi

Young katsayısı 18. yüzyıl İngiliz bilimci Thomas Young tarafından bulunmuş buna rağmen kavram 1727'de Leonhard Euler tarafından oluşturulmuş ve Young katsayısını kullanan ilk deneyler İtalyan bilimci Giordano Riccati tarafından -Young'ın çalışmalarını 25 yıl önce tarih atmakla-1782 de yapılmıştır.

Hesaplanması

Young katsayısı, E, gerilimin şekil değiştirme bölünmesinden elde edilir :

E Young katsayısı (elastikiyet katsayısı) paskal cinsinden;
F cisme uygulanan kuvvet;
A0 Kuvvetin uygulandığı birim alan;
ΔL cismin değişen uzunluğu;
L0 cismin başlangıç uzunluğu.

Yaklaşık değerler

Young katsayısı materyal tam bileşiğine bağıl olarak farklılık gösterir. Örneğin her metal için bu değer %5 oranında, alaşımın net bileşimine ve üretim esnasında uygulanan sıcaklığa bağıl olarak değişebilir. Buradaki değerler yaklaşıktır.

Farklı Katı maddeler için Yaklaşık Young katsayıları
Materyal Young katsayısı (E) in GPaYoung katsayısı (E) in lbf/in2 (psi)
Kauçuk (small strain) 0,01-0,1 1.500-15.000
Teflon (Teflon) 0,5 75.000
Düşük yoğunlukta polietilen 0,2 30.000
Polipropilen1,5-2 217.000-290.000
Bakteriyofaj1-3 150.000-435.000
Polietilen teraftalat 2-2,5 290.000-360.000
Polistiren3-3,5 435.000-505.000
Naylon3-7 290.000-580.000
Meşe (damar boyunca) 11 1.600.000
Yüksek mukavemet beton (sıkıştırılmış) 30 4.350.000
Magnezyum metal (Mg) 45 6.500.000
Alüminyum alaşımı 69 10.000.000
Cam (tüm tipler) 72 10.400.000
Pirinç ve Bronz103-124 17.000.000
Titanyum (Ti) 105-120 15.000.000-17.500.000
Carbon fiber (50/50 fiber/matriks, tek yönlü, damar boyunca) 125-150 18.000.000 - 22.000.000
işlem demiri ve çelik190-210 30.000.000
Berilyum (Be) 287 41.500.000
Tungsten (W) 400-410 58.000.000-59.500.000
Silikon karbit (SiC) 450 65.000.000
Tungsten karbit (WC) 450-650 65.000.000-94.000.000
Karbon nanotüp [1]29 Ekim 2005 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi. 1.000+ 145.000.000
Elmas (C) 1.050-1.200 150.000.000-175.000.000

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Yörünge</span> bir gökcisminin bir diğerinin kütleçekimi etkisi altında izlediği yola yörünge adı verilir

Gök mekaniğinde yörünge veya yörünge hareketi, bir gezegenin yıldız etrafındaki veya bir doğal uydunun gezegen etrafındaki veya bir gezegen, doğal uydu, asteroit veya lagrange noktası gibi uzaydaki bir nesne veya konum etrafındaki yapay uydunun izlediği kavisli bir yoldur. Yörünge, düzenli olarak tekrar eden bir yolu tanımlamakla birlikte, tekrar etmeyen bir yolu da ifade edebilir. Gezegenler ve uydular Kepler'in gezegensel hareket yasalarında tanımlandığı gibi, kütle merkezi elips biçiminde izledikleri yolun odak noktasında olacak şekilde yaklaşık olarak eliptik yörüngeleri takip ederler.

<span class="mw-page-title-main">Dayanım</span>

Dayanım ya da mukavemet, cisimlerin çeşitli dış etkiler ve bu dış etkilerin neden olduğu iç kuvvetler karşısında gösterecekleri davranış biçimini inceleyen bilim dalıdır. Mekanik biliminin bir alt kolu olan mukavemet bilimi rijit olmayan cisimlerin mekaniği olarak da tanımlanabilir. Rijit cisimler mekaniği, cisimlerin üzerlerine etkiyen dış tesirler ile şekillerini değiştirmediğini kabul ederken, rijit olmayan cisimler mekaniği şekil değiştirmeleri de göz önüne alır. Teori, yapının bir ya da iki boyutlu öğelerinin incelenip, sonra bunların gerilim düzeylerinin iki boyutlu ve üç boyutlu olarak varsayılıp üç boyuta genelleştirilmesi ve maddelerin elastik ve plastik davranışları hakkında daha tam bir teori geliştirilmesiyle başlamıştır. Maddelerin mekaniğinin önemli kurucu ve öncülerinden biri Stephen Timoshenko’dur.

<span class="mw-page-title-main">İvme</span> hızın büyüklüğü ve / veya hız yönünün zamanla değiştiği hız

Fizikte ivme, hızın zamana göre türevi olarak tanımlanır. Büyüklüğü uzaklık/zaman2 olan bir vektörel niceliktir ve cismin hem hızının hem de yönünün şiddetlerindeki değişimini gösterir. İvmeölçer yardımıyla ölçülen ivmenin SI birimi metre/saniye²'dir.

<span class="mw-page-title-main">Isı iletimi</span>

Isı iletimi ya da kondüksiyon, madde veya cismin bir tarafından diğer tarafına ısının iletilmesi ile oluşan ısı transferinin bir çeşididir.

Elastisite modülü, malzemenin kuvvet altında elastik şekil değiştirmesinin ölçüsüdür. Tanımı gereği; birim kesit alanına sahip bir malzemede, birim boyu bir kat artırmak için uygulanması gereken birim kuvveti gösterir. Kimi kaynaklarda Young modülü olarak da geçer. Bulk modülü, Shear (Kesme) modülü gibi malzemelerin mekanik özelliklerinden bir tanesidir.

<span class="mw-page-title-main">İş (fizik)</span>

Fizikte, bir kuvvet bir cisim üzerine etki ettiğinde ve kuvvetin uygulama yönünde konum değişikliği olduğunda iş yaptığı söylenir. Örneğin, bir valizi yerden kaldırdığınızda, valiz üzerine yapılan iş kaldırıldığı yükseklik süresince ağırlığını kaldırmak için aldığı kuvvettir.

<span class="mw-page-title-main">Genleşme</span> Genleşen cisim hacmi artacağından dolayı yüzer.

Genleşme, sıcaklığı artırılan bir cismin uzunluk ya da hacminin değişmesi olayıdır.

<span class="mw-page-title-main">Katı cisim dinamiği</span>

Katı-cisim dinamiği, dış kaynaklı kuvvetler karşısında hareket eden birbiri ile ilişkili sistemlerin analizini inceler. Her bir gövde için, cisimlerin katı olduğu ve bu nedenle uygulanan kuvvetler nedeni ile deforme olmadıkları, sistemi tanımlayan taşıma ve dönme parametrelerinin sayısını azaltarak analizi basitleştirmektedir.

<span class="mw-page-title-main">Öteleme</span> Fizik terimi

Öklid geometrisinde bir öteleme, belli bir yönde sabit bir uzaklık kadar yer değiştirme demektir. Eşölçer dönüşümlerden biridir. Ötelemenin bir diğer yorumu, her noktaya sabit bir vektör eklemek veya koordinat sistemini kaydırmaktır. Bir öteleme operatörü şöyle tanımlanır:

Radyo frekansı yayıncılıkta bir bilgi sinyali ile modüle edilmiş olan taşıyıcı sinyal anlamına gelir. Ancak, bu isim zamanla modüle edilsin, edilmesin, yüksek frekans anlamına da kullanılmaya başlanmıştır.

Hugoniot elastik sınırı tek eksenli şekil değiştirme durumu için malzemenin akma sınırı olarak tanımlanabilir ve malzemenin standart çekme testi sonucunda bulunan akma gerilmesi ile aynı değildir. Malzemenin tek eksenli gerilme durumu için verilen akma gerilmesine benzer bir ifadedir denebilir.

<span class="mw-page-title-main">Elastomer</span>

Elastomer, yapısında viskozite ve elastisite barındıran polimerdir.

Şekil değiştirme hızı, malzeme bilimi açısından, malzeme şekildeki değişimin zamana göre ifadesidir ve ile gösterilir:

<span class="mw-page-title-main">Çekme testi</span> bir malzeme bilimi testi

Çekme testi, bir numunenin kopana dek tek eksende çekme kuvvetlerine maruz bırakıldığı temel bir malzeme bilimi testidir. Testten elde edilen sonuçlar herhangi bir uygulama için malzeme seçimi, kalite kontrol ve malzemenin diğer kuvvetler altında nasıl davranacağını tahmin etmek için kullanılır. Bu test yoluyla direkt elde edilen bilgiler; maksimum çekme gerilmesi, maksimum uzama ve alandaki azalmadır. Bu verilerden de malzemenin Young katsayısı, Poisson oranı, akma mukavemeti ve pekleşme gibi karakteristikleri elde edilebilir.

<span class="mw-page-title-main">Enerji biçimleri</span>

Enerji biçimleri, iki ana grubu ayrılabilir: kinetik enerji ve potansiyel enerji. Diğer enerji türleri bu iki enerji türünün karışımdan elde edilir.

<span class="mw-page-title-main">Sabit bir eksen etrafında dönme</span> dönme hareketinin özel bir durumu

Sabit bir eksen etrafında dönme dönme hareketinin özel bir durumudur. Sabit eksen hipotez yönünü değiştirerek bir eksen olasılığını dışlar ve salınım devinim gibi olguları tarif edemez. Euler’in dönme teoremine göre, Aynı zamanda, sabit eksenler boyunca eş zamanlı rotasyon imkânsızdır. Eğer iki rotasyona aynı anda kuvvet uygulanırsa, rotasyonun yeni ekseni oluşur.

<span class="mw-page-title-main">Kırılma Mekaniği</span> Malzemelerin yüzeyi ve iç yüzeyindeki çatlakların davranışlarını inceleyen mühendislik dalı.

Kırılma mekaniği, malzemelerdeki çatlakların yayılmasının incelenmesiyle ilgili mekanik alanıdır. Bir çatlak üzerindeki itici kuvveti hesaplamak için analitik katı mekaniği yöntemlerini ve malzemenin kırılmaya karşı direncini karakterize etmek için deneysel katı mekaniği yöntemlerini kullanır.

<span class="mw-page-title-main">Kayma modülü</span>

Kayma modülü, makaslama modülü ya da rijitlik modülü; genellikle G, bazı kaynaklarda ise S ya da μ sembolüyle gösterilen, bir malzemenin esnek kayma rijitliğini gösteren değerdir. Kayma gerilmesi ile kayma geriniminin oranı, kayma modülü değerini verir:

Hissedilir ısı, bir cisim veya termodinamik sistem tarafından değiştirilen ısı olup, burada ısı değişimi cismin veya sistemin sıcaklığını ve cismin veya sistemin bazı makroskobik değişkenlerini değiştirir, ancak hacim veya basınç gibi cisim veya sistemin diğer bazı makroskopik değişkenlerini değiştirmeden bırakır.

Termodinamik ve akışkanlar mekaniği gibi bilim dallarında kullanım alanı bulan iki çeşit Bejan sayısı (Be) bulunmaktadır. Bu sayılar, Adrian Bejan'ın adını taşımaktadır.