Young modülü

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 GPa Young 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 Polipropilen 1,5-2 217.000-290.000 Bakteriyofaj 1-3 150.000-435.000 Polietilen teraftalat 2-2,5 290.000-360.000 Polistiren 3-3,5 435.000-505.000 Naylon 3-7 290.000-580.000 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 Bronz 103-124 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 çelik 190-210 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  1.000+ 145.000.000 Elmas (C) 1.050-1.200 150.000.000-175.000.000

Kategori:Şekil değiştirme