Калькулятор напряжения и модуля Юнга

Напряжение, относительная деформация и модуль Юнга при растяжении.

Исходные данные

Калькулятор напряжения и модуля Юнга

5 полей

Проверьте единицы измерения: они указаны в названии или рядом с полем.

Малая одноосная деформация и линейная связь σ=Eε с положительным E. Исходная площадь, температура и свойства материала считаются постоянными. Граница линейности не обязательно совпадает с пределом текучести; ни её, ни прочность детали калькулятор не определяет.

Заполните поля — результат появится здесь автоматически.

Рассчитайте инженерное осевое напряжение F/A, измеренный модуль E=FL/(AΔL) или изменение длины ΔL=FL/(AE). Положительные сила и ΔL означают растяжение, отрицательные — сжатие. В режиме напряжения длину и измеренное изменение можно пропустить или оставить нулевыми: тогда выводится только F/A. Модуль оценивается лишь по ненулевой согласованной паре силы и изменения длины.

Категория
Физика
FAQ
4 вопросов
Методика
описана ниже

Как считается

Формула и логика

σ=F/A в МПа, ε=ΔL/L, E=FL/(AΔL) и ΔL=FL/(AE). Измерение модуля относится к линейному участку осевого испытания, не автоматически ко всей области до текучести.

Пример

10 кН на сечении 100 мм² дают 100 МПа, а удлинение 0,5 мм на метре — модуль 200 ГПа, как у стали.

Поля и единицы

  • Что найти — вариант из списка
  • Осевая сила — Н
  • Площадь сечения — мм²
  • Исходная длина — мм
  • Удлинение — мм
  • Модуль Юнга — МПа

Как пользоваться

  • — Выберите, что нужно найти: напряжение, модуль или удлинение.
  • — Введите силу в ньютонах и площадь сечения в квадратных миллиметрах.
  • — Рассчитайте инженерное осевое напряжение F/A, измеренный модуль E=FL/(AΔL) или изменение длины ΔL=FL/(AE). Положительные сила и ΔL означают растяжение, отрицательные — сжатие. В режиме напряжения длину и измеренное изменение можно пропустить или оставить нулевыми: тогда выводится только F/A. Модуль оценивается лишь по ненулевой согласованной паре силы и изменения длины.
  • — Малая одноосная деформация и линейная связь σ=Eε с положительным E. Исходная площадь, температура и свойства материала считаются постоянными. Граница линейности не обязательно совпадает с пределом текучести; ни её, ни прочность детали калькулятор не определяет.

Методика и ограничения

Методика расчёта
Формула и логика
Ограничение
Малая одноосная деформация и линейная связь σ=Eε с положительным E. Исходная площадь, температура и свойства материала считаются постоянными. Граница линейности не обязательно совпадает с пределом текучести; ни её, ни прочность детали калькулятор не определяет.

FAQ

Чем модуль Юнга отличается от жёсткости пружины?

Жёсткость детали зависит от геометрии: для однородного стержня k=EA/L. Модуль E характеризует материал при заданных условиях, но может зависеть от температуры, направления, состава и способа испытания. Его нельзя объявить неизменным для любого образца.

Почему ньютоны на мм² сразу дают мегапаскали?

Потому что паскаль — это ньютон на квадратный метр, а квадратный миллиметр в миллион раз меньше. Единицы совпадают ровно, и переводить ничего не нужно.

До какой нагрузки расчёт верен?

Малая одноосная деформация и линейная связь σ=Eε с положительным E. Исходная площадь, температура и свойства материала считаются постоянными. Граница линейности не обязательно совпадает с пределом текучести; ни её, ни прочность детали калькулятор не определяет.

Годится ли это для сжатия?

Для многих металлов модуль при сжатии практически тот же, и формулы совпадают. Но бетон, чугун и композиты ведут себя по-разному на растяжение и на сжатие, и переносить результат на них нельзя.