Poisson Oranı ve Young Modülü: Ne Anlama Gelirler ve Neden Önemlidirler?

At Istar İşlemebirçok malzeme ile çalışırız. Onları çektiğimizde veya ittiğimizde nasıl hareket ettiklerini bilmemiz gerekir. İki büyük fikir bunu anlamamıza yardımcı olur: Poisson Oranı ve Young Modülü. Onları kolay anlaşılır bir şekilde öğrenelim.

Bu Büyük Kelimeler Nedir?

Bir şeyi çektiğimizde:

• Young Modülü bize esnemenin ne kadar zor olduğunu söyler
• Poisson Oranı gerdiğimizde ne kadar inceldiğini bize söyler

Bir şey düşünün lastik bant. Gerilmesi kolaydır (düşük Young Modülü). Çekildiğinde ortası incelir (yüksek Poisson Oranı).

Şimdi bir düşünün çelik çubuk bizim kullandığımız gibi CNC işleme hizmeti. Gerilmesi zordur (yüksek Young Modülü). Onu çektiğinizde, zar zor incelir (orta Poisson Oranı).

Young Modülü: Esneme Sayısı

Young Modülü, bir şeyin ne kadar sert olduğunu bize söyleyen büyük bir sayıdır. Bunu şöyle yazıyoruz E.

• Neyi ölçüyor: Bir şeyi daha uzun yapmak ne kadar zor
• Büyük E = Esnetmesi zor (çelik veya elmas gibi)
• Küçük E = Gerilmesi kolay (kauçuk gibi)
• Birimler: GPa cinsinden ölçüyoruz (bu çok fazla basınç demek!)

At Istar İşlemebunu bilmemiz gerekiyor. metalden parçalar yapmak ya da başka şeyler.

Poisson Oranı: Sıska Sayı

Poisson Oranı, bir şeyi çektiğimizde ne kadar inceldiğini gösterir. Bunu şöyle yazarız ν (Yunanca nu harfi).

• Neyi ölçüyor: Bir şey gerildiğinde ne kadar incelir?
• ν = 0.5 genel olarak aynı boyutta kaldığı anlamına gelir (kauçuk gibi)
• ν = 0 hiç incelmediği anlamına gelir (mantar gibi)
• ν < 0 çekildiğinde DAHA YAĞLI hale geldiği anlamına gelir! (auxetics adı verilen garip malzemeler)
• Birim yok: Bu sadece bir sayı, inç ya da başka bir şeyle ölçülmüyor.

Bunu yaptığımızda hassas CNC frezelemeBu sayıyı da düşünmemiz gerekiyor.

Büyük Malzeme Tablosu

Burada, çalıştığımız malzemelere ilişkin her iki sayıyı da gösteren bir tablo bulunmaktadır Istar İşleme:

Bu Rakamlar Neden Önemli?

'de parça ürettiğimizde Istar İşlemenasıl hareket edeceklerini bilmemiz gerekiyor:

1. Eğer bir yay yaparsak: Düşük E'li (esnemesi kolay) bir şeye ihtiyacımız var
2. Eğer bir alet yaparsak: Yüksek E'li bir şeye ihtiyacımız var (gerilmesi zor)
3. Eğer bir mühür yaparsak: Yüksek ν değerine sahip bir şeye ihtiyacımız var (boyutunu korur)
4. Eğer bir şok parçası yaparsak: Düşük veya hatta negatif ν isteyebiliriz

Gerçek Hayattan Örnekler

Çelik vs. Kauçuk

• Çelik (E = 200 GPa, ν = 0,3)
  • Esnemesi çok zor
  • Çekildiğinde biraz inceliyor
  • Şunun için iyi güçlü parçalar
• Kauçuk (E = 0,01 GPa, ν = 0,5)
  • Esnemesi çok kolay
  • Çekildiğinde çok zayıflar
  • Bükülmesi gereken parçalar için iyi

Harika Örnek: Mantar

Mantarın Poisson Oranı sıfıra yakındır. Bu da bir mantarı ittiğinizde kenarlarından dışarı çıkmayacağı anlamına gelir! Bu yüzden şarap şişeleri için iyidir - cama çok fazla bastırmadan aşağı doğru ezilebilir.

Bizim CNC prototip işleme çalışırken, bazen mantar gibi davranması gereken parçalar yapıyoruz.

Her İki Sayı Birlikte Çalıştığında

Biraz matematik, bu sayıların birlikte nasıl çalıştığını gösterir:

• Kayma Modülü (G) = E / [2(1+ν)]
• Yığın Modülü (K) = E / [3(1-2ν)]

Bunlar, malzemelerin her tarafını büktüğümüzde veya sıktığımızda nasıl davrandığını bize söyler.

Gerçek İşlerde Ne Olur?

Uçak Kanatları

ile uçak parçaları yaparken alüminyum CNC işlemebilmemiz gerekiyor:

• Young's Modulus (E) bize kanadın rüzgarda ne kadar büküleceğini söyler
• Poisson Oranı (ν) bize şeklin nasıl değişeceğini söyler

Tıbbi Parçalar

İçin tıbbi CNC işlemegenellikle vücuda giren parçalar yaparız:

• Kemik yaklaşık 20 GPa E ve yaklaşık 0,3 ν değerine sahiptir
• Sahte bir kemik parçası yaparsak, aynı numaralara sahip olması gerekir, aksi takdirde doğru çalışmaz

Bu Sayılar Hakkında Eğlenceli Gerçekler

• Çoğu malzeme ν değerinin 0 ile 0,5 arasında olması
• Kauçuk ν neredeyse tam olarak 0,5'e sahiptir, bu da boyutunun genel olarak aynı kaldığı anlamına gelir
• Bazı köpükler negatif ν'ye sahiptir, yani çekildiklerinde şişmanlarlar!
• Elmas tüm doğal malzemeler arasında en yüksek E'ye sahiptir

İnsanların Sahip Olduğu Yanlış Fikirler

Yanlış Fikir #1: "Poisson Oranı her zaman pozitiftir."

Gerçek: Bazı özel malzemeler negatif Poisson Oranına sahiptir. Onları çektiğinizde şişmanlarlar!

Yanlış Fikir #2: "Young's Modülü mukavemet için önemli olan tek şeydir."

Gerçek: Bir malzeme yüksek E değerine sahip olabilir ama yine de kolay kırılabilir. Diğer sayılar da önemlidir!

İnsanların Sorduğu Sorular

Istar Machining'de Bunu Nasıl Kullanıyoruz

Bunu yaptığımızda özel CNC işlemeBu rakamları her zaman düşünürüz:

1. Doğru malzemeyi seçmek: Farklı işler farklı E ve ν değerlerine ihtiyaç duyar
2. Birbirine uyan parçalar yapmak: Parçaların ne kadar şekil değiştireceğini bilmemiz gerekiyor
3. Test parçaları: Parçalarımızın doğru E ve ν değerlerine sahip olup olmadığını kontrol edebiliriz

Gerçek Vaka Çalışması: Araba Parçaları

Bir araba üreticisi bizden yeni bir araba için parça yapmamızı istedi. Biz de kendi otomotiv CNC işleme beceriler. Parçalar şöyle olmalıydı:

• Güçlü ol (yüksek E)
• Çekildiğinde çok incelmez (orta ν)
• Vurulduğunda kırılmaz (iyi tokluk)

E = 205 GPa ve ν = 0.29 olan özel bir çelik seçtik ve parçalar harika çalıştı!

Neden İki Numaraya da İhtiyacınız Var?

Merak edebilirsiniz: "Neden iki sayıya ihtiyacımız var? Bir tane yeterli değil mi?"

Cevap şu Hayır! Bu iki sayı bize farklı şeyler söylüyor:

• E bize esneme hakkında bilgi veriyor
• ν bize zayıflamaktan bahsediyor

Her ikisi de iyi parçalar yapmak için önemlidir.

Garip Sayılar İçeren Malzemeler

Bazı malzemelerin çok özel numaraları vardır:

• Mantar: ν ≈ 0 (basıldığında daha ince olmaz)
• Auxetic köpükler: ν < 0 (çekildiğinde şişmanlar)
• Elmas: E = 1220 GPa (gerilmesi son derece zor)
• Jöle: E çok düşük (ezilmesi çok kolay)

At Istar İşlemeBazen özel işler için bu tuhaf malzemelerle çalışıyoruz.

Hatırlanması Gerekenler

Eve götürülecek büyük fikirler şunlardır:

1. Young's Modülü (E) bir şeyi germenin ne kadar zor olduğunu söyler
2. Poisson Oranı (ν) gerildiğinde ne kadar inceldiğini gösterir
3. Her iki sayı da Bir iş için doğru malzemeyi seçmemize yardımcı olun
4. Malzemeler farklı davranır bu rakamlara dayanarak

Bir dahaki sefere bir lastik bant veya çelik kiriş gördüğünüzde bu sayıları düşünün!

Nasıl Daha Fazla Bilgi Edinebilirsiniz?

Malzemelerin nasıl çalıştığı ve talaşlı imalatta nasıl kullandığımız hakkında daha fazla bilgi edinmek istiyorsanız, bunu yapabilirsiniz:

1. Ekibimizle şu adresten konuşun Istar İşleme
2. Bize bizim hakkında sor CNC parça işleme HİZMETLER
3. Farklı malzemelerle yaptığımız çalışmalar hakkında bilgi edinin

Umarız bu önemli fikirleri anlamanıza yardımcı olur. Unutmayın, malzemelerin nasıl çalıştığını bilmek daha iyi şeyler yapmamıza yardımcı olur!

[^1]: Malzeme özelliklerine ilişkin veriler mühendislik el kitaplarından ve malzeme bilimi referanslarından alınmıştır. [^2]: Young Modülü, basınç veya stresin bir ölçüsü olan GPa (gigapaskal) cinsinden ölçülür. [^3]: Poisson Oranı boyutsuz bir sayıdır, yani birimi yoktur. [^4]: Auxetic köpükler gibi bazı özel malzemeler, çoğu yaygın malzemede gözlemlediğimizin aksine negatif Poisson Oranı değerlerine sahiptir. [^5]: Istar Machining'de, CNC üretim süreçlerimizde belirli uygulamalar için en uygun malzemeleri seçerken bu malzeme özelliklerini dikkate alıyoruz.