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Antes de utilizar cualquier material en trabajos de construcción, debe familiarizarse con sus características físicas para saber cómo manejarlo, qué efecto mecánico será aceptable para él, etc. Una de las características importantes a las que se suele prestar atención es el módulo de elasticidad.
A continuación, consideramos el concepto en sí mismo, así como este valor en relación con uno de los materiales más populares en la construcción y el trabajo de reparación: el acero. Además, estos indicadores se considerarán en otros materiales, por ejemplo.
Módulo elástico - ¿qué es?
El módulo de elasticidad de cualquier material se denomina conjunto de cantidades físicas que caracterizan la capacidad de un cuerpo sólido para deformarse elásticamente en condiciones de fuerza aplicadas. Se expresa mediante la letra E. Por lo tanto, se mencionará en todas las tablas que irán más adelante en el artículo.
Es imposible argumentar que solo hay una manera de identificar el valor de la elasticidad. Los diferentes enfoques para el estudio de este valor llevaron al hecho de que hay varios enfoques diferentes a la vez. A continuación hay tres formas principales de calcular el rendimiento de esta característica para diferentes materiales:
El módulo de Young (E) describe la resistencia de un material a cualquier tensión o compresión durante la deformación elástica. La variante de Young está determinada por la relación entre la tensión y la deformación por compresión. Por lo general, se llama sólo el módulo de elasticidad.- Módulo de corte (G), también llamado módulo de rigidez . Este método revela la capacidad de un material para resistir cualquier cambio en la forma, pero bajo la condición de que mantenga su norma. El módulo de corte se expresa como la relación entre la tensión de corte y la tensión de corte, que se define como el cambio en el ángulo recto entre los planos existentes expuestos a las tensiones tangentes. El módulo de corte, por cierto, es uno de los componentes del fenómeno de la viscosidad.
- El módulo de volumen (K), también conocido como el módulo de compresión de volumen . Esta opción indica la capacidad de un objeto de cualquier material para cambiar su volumen en caso de que se le exponga una tensión normal general, que es la misma en todas sus direcciones. Esta variante se expresa mediante la relación entre la magnitud de la tensión general y la magnitud de la compresión global relativa.
- También hay otros indicadores de elasticidad, que se miden en otros valores y se expresan en otras relaciones. Otras variantes muy conocidas y conocidas de los parámetros de elasticidad son los parámetros Lame o la relación de Poisson .
Tabla de indicadores de elasticidad de materiales.
Antes de pasar directamente a esta característica del acero, primero consideremos, como ejemplo e información adicional, una tabla que contiene datos sobre este valor en relación con otros materiales. Los datos se miden en MPa .
Módulo de elasticidad de diversos materiales.
Como puede ver en la tabla anterior, este valor es diferente para diferentes materiales, además, el indicador difiere si consideramos una u otra versión del cálculo de este indicador. Todos son libres de elegir la opción de estudiar los indicadores, que es más adecuado para él. Puede ser preferible considerar el módulo de Young, ya que se usa más a menudo para caracterizar un material en particular a este respecto.
Después de familiarizarnos brevemente con los datos de esta característica de otros materiales, procederemos directamente a la característica de un acero separado.
Para empezar, pasemos a las figuras secas y obtengamos varios indicadores de esta característica para diferentes tipos de estructuras de acero y de acero:
- El módulo de elasticidad (E) para fundición, refuerzo laminado en caliente de calidades de acero, denominado Art. 3 y Art. 5 es igual a 2.1 * 106 kg / cm 2.
- Para aceros como 25G2S y 30HG2S, este valor es 2 * 106 kg / cm 2.
- Para un alambre de perfil periódico y un alambre redondo estirado en frío, existe un valor de elasticidad tal, igual a 1.8 * 106 kg / cm 2. Para los indicadores de refuerzo aplanados en frío son similares.
- Para hilos y haces de alambre de alta resistencia, el valor es 2 · 10 6 kg / cm 2
- Para cuerdas de acero en espiral y cuerdas con núcleo de metal, el valor es 1.5 · 10 4 kg / cm 2, mientras que para cables con una base orgánica este valor no excede 1.3 · 10 6 kg / cm 2.
- El módulo de corte (G) para acero laminado es 8.4 · 10 6 kg / cm 2.
- Y, por último, la relación de Poisson para el acero es igual a 0, 3.
Estos son datos generales para el acero y productos de acero. Cada valor se calculó de acuerdo con todas las reglas físicas y teniendo en cuenta todas las relaciones existentes que se utilizan para derivar los valores de esta característica.
A continuación se dará toda la información general sobre esta característica del acero. Los valores se darán tanto en términos del módulo de Young como en términos del módulo de corte, tanto en algunas unidades de medida (MPa) como en otras (kg / cm2, Newton * m2).
Acero y varias marcas diferentes.
| Material | Indicadores del módulo de elasticidad (E, G; N * m2, kg / cm 2, MPa) |
| Acero | 20.6 * 10 10 newton * meter 2 |
| Acero al carbono | Е = (2.0… 2.1) * 10 5 MPa; G = (8.0 … 8.1) * 10 4 MPa |
| Acero 45 | E = 2.0 * 10 5 MPa; G = 0.8 * 10 5 MPa |
| Acero 3 | E = 2.1 * 10 5 MPa; G = 0.8 * 10 5 MPa |
| Acero de aleación | Е = (2.1… 2.2) * 10 5 MPa; G = (8.0 … 8.1) * 10 4 MPa |
Los valores de los indicadores de elasticidad se han vuelto diferentes, ya que hay varios módulos a la vez, que se calculan y se calculan de manera diferente. Se puede ver el hecho de que, en principio, los indicadores no difieren mucho, lo que testifica a favor de diferentes estudios de la elasticidad de diversos materiales. Pero no necesita profundizar en todos los cálculos, fórmulas y valores, ya que basta con elegir un cierto valor de elasticidad para centrarse en él en el futuro.
Por cierto, si no expresa todos los valores mediante relaciones numéricas, pero los toma de inmediato y los cuenta por completo, esta característica del acero será igual a: E = 200000 MPa o E = 2, 039, 000 kg / cm 2 .
Esta información ayudará a lidiar con el concepto mismo del módulo de elasticidad, así como a familiarizarse con los valores básicos de esta característica para el acero, productos de acero, así como para varios otros materiales.
Debe recordarse que los indicadores del módulo de elasticidad son diferentes para diferentes aleaciones de acero y para varias estructuras de acero que contienen en su composición y otros compuestos. Pero incluso en tales condiciones, uno puede notar el hecho de que los indicadores difieren solo ligeramente. La magnitud del módulo elástico del acero depende prácticamente de la estructura. así como en el contenido de carbono. El método de tratamiento con calor o frío del acero tampoco puede afectar en gran medida a esta cifra.