신축성
탄력을,능력의 변형 물체를 반환하는 원래의 모양과 크기를 때는 힘을 일으키는 변형은 제거됩니다. 이 능력을 가진 신체는 탄력적으로 행동(또는 반응)한다고합니다.
크거나 낮은 정도,가장 단단소재 재료는 탄력 있는 행동,하지만 제한 크기의 힘과 첨부된 변형에는 탄성 회복이 가능 위해 주어진 소재입니다. 이에 제한이라는 탄력적인 한계 최대의 스트레스 또는 유역 내에서 솔리드 재료는 발생할 수 있습의 발병하기 전에 영구적 인 변형이 있습니다. 탄성 한계를 넘어서는 응력은 재료가 굴복하거나 흐르게합니다. 이러한 재료의 경우 탄성 한계는 탄성 거동의 끝과 플라스틱 거동의 시작을 표시합니다. 대부분의 취성 재료의 경우 탄성 한계를 벗어난 응력으로 인해 소성 변형이 거의없는 파절이 발생합니다.
탄성 한계는 고려 된 고체의 유형에 현저하게 의존한다; 예를 들면,강철 막대 또는 와이어 확장할 수 있는 탄력적으로 약 1 퍼센트가 원래 길이,하는 동안에 대한 스트립의 특정 구현재료,탄성장의 최대 1,000%를 달성될 수 있습니다. 강철보다 훨씬 더 강한 고무,그러나 때문에 인장력이 필요하는 효과를 최대한 탄력 있는 확장에서 고무가 적은(요인에 의하여 0.01)이상에 필요한 강철입니다. 긴장 상태에있는 많은 고체의 탄성 특성은이 두 극단 사이에 있습니다.
강철 및 고무의 다른 거시적 탄성 특성은 매우 다른 현미경 구조에서 발생합니다. 의 탄력 강철 및 기타 금속에서 발생한 짧은 범위의 원자 사이의 힘,그 때는 물질이 강세가 없고,유지하고 원자로서 일정한 패턴이 있습니다. 스트레스 하에서 원자 결합은 아주 작은 변형에서 깨질 수 있습니다. 대조적으로,미세한 수준에서,구현 재료와 다른 중합체의 구성 long-chain 분자 풉 재료로 확장하 및 반동에 탄력 있는 복구합니다. 수학적 이론의 탄성 및 그 응용 프로그램을 공학의 역학에 관한 것이다 거시적인 반응의 소재지와 함께 기본 메커니즘을 일으키는니다.
에서 간단한 인장 시험,탄성 응답의 자료 등과 같은 강철 및 뼈에 의해 대표되는 선형 사이의 관계를 인장력(인장 또는 스트레칭 힘의 단위 면적당의 횡단면 자료),σ,확장 비율(차이를 확장하고 초기 길이 나눌에 의해 초기 길이),e. 다시 말해서,σ 에 비례하는 전자;이것은 표현 σ=Ee,전자,일정한 비례,이라는 젊은 탄성 계수. E 의 값은 재료에 따라 다릅니다; 강철과 고무에 대한 그 값의 비율은 약 100,000 입니다. 방정식 σ=Ee 는 Hooke 의 법칙으로 알려져 있으며 구성 법칙의 예입니다. 그것은 거시적 인 양의 관점에서 재료의 성격(또는 헌법)에 관한 것을 표현합니다. Hooke’s 법률에 적용되는 기본적으로 한 차원의 변형,그러나 그것은 확장할 수 있는 더 일반(세 가지 차원)변형을 도입하여 선형적으로 관련 스트레스와 긴장(일반화의 σ 및 전자)가 계정에 대한 전단,비틀림,볼륨을 변경합니다. 그 결과 일반화 Hooke’s 법에 따라 선형 탄성 이론을 기반으로 제공하는 좋은 설명의 탄력 있는 속성의 모든 재료는 변형에 해당하는 확장자를 초과하지 않에 대한 5 퍼센트입니다. 이 이론은 일반적으로 엔지니어링 구조 및 지진 교란의 분석에 적용됩니다.
탄성 제한은 원칙적으로 다른 비례한의 끝을 표시한 종류의 탄력 있는 행동에 의해 설명 될 수 있습니다 Hooke’s 법칙,즉,에서는 스트레스에 비례하여 변형을(상대적 변형)또는 동등하게는 부하에 비례하여 변위. 탄성 제한 거의 일치에 비례한 제한이 일부를 탄력 있는 자료,그래서 그 시간에는 두 개의 구별되지 않는 반면,기타 재료의 지역 nonproportional 신축성 사이에 존재하는 두 가지.
선형 탄성 이론 충분하지 않습에 대한 설명의 큰 변형에서 발생할 수 있는 고무 또는 연약한 인간의 조직과 같은 피부입니다. 탄성 응답의 이러한 자료를 비선형 제외하고 매우 작은 변형이고,간단한 긴장할 수 있습을 표현에 의해 제정 법 σ=f(e)f(e)수학적 기능의 전자에 의존하는 물자 및 접근하 Ee 경우 전자가 아주 작습니다. 비선형이라는 용어는 e 에 대해 플롯 된 σ 의 그래프가 선형 이론의 상황과 대조적으로 직선이 아니라는 것을 의미합니다. 응력 σ 의 작용하에 물질에 저장된 에너지,W(e)는 σ=f(e)의 그래프 아래의 면적을 나타냅니다. 그것은 전송을 위해 사용할 수 있으로 다른 형태의 에너지 예를 들어,의 운동 에너지로 발사체에서 투석기.
저장 에너지 함수 W(e)는 σ 와 e 사이의 이론적 관계를 σ 와 e 가 측정되는 실험적 장력 시험의 결과와 비교함으로써 결정될 수있다. 이러한 방식으로,장력에서 임의의 고체의 탄성 응답은 저장-에너지 기능의 수단에 의해 특징 지어 질 수있다. 중요한 측면 탄성 이론의 건설의 특정 형태의 변형에너지 함수에서의 결과를 실험을 포함하는 세 가지 차원의 변형,일반화차원적인 상황을 설명한다.
스트레인-에너지 기능을 예측하는 데 사용할 수 있습니다 행동 소재의 상황에서는 직접적인 실험을 테스트하는 것은 비효율적입니다. 특히,이들은 엔지니어링 구조의 구성 요소의 설계에 사용될 수있다. 예를 들어,고무는 진동의 흡수에 탄성 특성이 중요한 브리지 베어링 및 엔진 마운팅에 사용됩니다. 강철빔,플레이트,쉘에서 사용되는 많은 구조물;그들의 탄력 있는 유연성에 기여하는 지원의 큰 강조지 않고 재산 피해 또는 오류입니다. 피부의 탄력은 피부 이식의 성공적인 연습에 중요한 요소입니다. 탄력성 이론의 수학적 틀 내에서 이러한 응용과 관련된 문제가 해결됩니다. 에 의해 예측 결과는 수학 수업에 주로 의존 물질 속성을 통합 균주에서 에너지 기능,그리고 넓은 범위의 흥미로운 현상을 모델링할 수 있습니다.
가스 및 액체는 또한 소유하는 탄력성 때문에 그들의 볼륨 변경에서 작업합니다. 을 위해 작은 볼륨 변경,대량 계수,κ,의 가스,액체 또는 고체에 의해 정의된 방정식 P=−κ(V−V0)/V0P 는 압력을 줄이는 볼륨 V0 의 고정된 대량의 물질을 V. 이후 가스는 일반적으로 압축된 보다 더 쉽게 액체 또는 고체의 값 κ 한 가스가 매우 보다 적은 액체 또는 단단합니다. 고체와 대조적으로,유체는 전단 응력을지지 할 수 없으며 영의 모듈러스를 가질 수 없습니다. 변형 및 흐름도 참조하십시오.
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