תוֹכֶן
"חוסן" הוא מונח הנדסי המתייחס לכמות האנרגיה שחומר יכול לספוג ועדיין לחזור למצבו המקורי. מודול החוסן μ לתרכובת נתונה מייצג את האזור שמתחת לחלק האלסטי של עקומת מתח הלחץ עבור אותו תרכובת, ונכתב כ:
μ = σ12 ÷ 2E
איפה σ1 הוא זן התשואה ו- E הוא מודולוס של יאנגס.
למודולוס העמידות יש יחידות אנרגיה לנפח יחידה. במערכת הבינלאומית (SI) מדובר בג'ול למטר מעוקב או J / m3. מכיוון שג'אול הוא מטר של ניוטון, J / m3 זהה ל- N / m2.
שלב 1: קבע את מודול הזן והצעירים
עיין בטבלה עם תכונות אלסטיות בתפזורת של חומרים נפוצים, כמו זו בדף האינטרנט של אוניברסיטת ג'ורג'יה. בעזרת פלדה כדוגמה, המתח הוא 2.5 × 108 N / m2 המודולוס של יאנגס הוא 2 × 1011 N / m2.
שלב 2: ריבוע המתח
(2.5 × 108 N / m2)2 = 6.25 × 1016 נ2/M4
שלב 3: חלק פי שניים את הערך של מודול הצעירים
2E = 2 (2 × 1011 N / m2 ) = 4 × 1011 N / m2
6.25 × 1016 נ2/M4 ÷ 4 × 1011 N / m2 = 1.5625 × 105 J / m3
טיפ
1 psi (קילוגרם לסנטימטר רבוע), מדד נפוץ נוסף במדע החומרים, שווה ל 6.890 J / m3.