Дорошев Василий Петрович : другие произведения.

Расчёт модуля упругости металлов

Самиздат: [Регистрация] [Найти] [Рейтинги] [Обсуждения] [Новинки] [Обзоры] [Помощь|Техвопросы]
Ссылки:
Школа кожевенного мастерства: сумки, ремни своими руками
 Ваша оценка:

Дорошев В.П.

Расчёт модуля упругости металлов

     Сила упругости металлов определяется электрическим взаимодействием катионов кристаллической решётки с газом электронов проводимости. Приращение этой силы ΔFу под действием внешнего давления σ зависит от расстояния между центром катиона и электронным газом. На минимальном расстоянии, равном радиусу катиона r, она максимальна ΔFmax, а на максимальном расстоянии (приблизительно 0,9 постоянной кристаллической решётки a), минимальна ΔFmin.
    В связи с этим  закон Гука можно записать

σ= Eξ, = (ΔFу/s)= [FmaxΔFmin)/s]ξ = [2ke2/0,9ra3]ξ (1)

   где, ξ - относительное удлиннение кристалла;   
    E - модуль Юнга;
    FmaxΔFmin) - среднее приращение силы упругости;
     s = a2 - площадь ячейки кристалла;
    a - постоянная кристаллической решётки;
    ΔFmax = 2ke2/r2
    ΔFmin 2ke2/(0,95a)2;
    k = 9 109, Нм2/Кл2   - коэффициент пропорциональности для закона Кулона в системе СИ;
     e  = 1,6*10-19, Кл - элементарный заряд;
    Из (1)

E = 2ke2/0,9ra3  51,2*10-29/ra3

    где, E, Па;   r, м ;   a, м.
       Ниже приведены значения  для железа, меди, алюминия, никеля, вольфрама,  серебра, золота, свинца. В последней колонке - погрешность расчёта  по  сравнению со справочным значением  Ec

 
           r,пм     a,пм     E,ГПа     Ec,ГПа     %
   Fe    77       286          282           210      +34
  Cu    73       361          150          110        +36
  Al     51       405          150          71       +112
  Ni     69       352          170          200        -15
  W     66       316          244         360       - 30
  Ar    89        408           85          80           - 6
  Au    137      407          56          80          - 30
  Pl     120      495          35           17        +105
     Вывод. Предложенная модель сил упругости  неплохо работает для многих металлов.
 Ваша оценка:

Связаться с программистом сайта.

Новые книги авторов СИ, вышедшие из печати:
О.Болдырева "Крадуш. Чужие души" М.Николаев "Вторжение на Землю"

Как попасть в этoт список

Кожевенное мастерство | Сайт "Художники" | Доска об'явлений "Книги"