Калькулятор удлинения

Удлинение — это увеличение длины материала под действием осевой растягивающей силы. Инженеры используют его, чтобы оценить, допустимо ли растяжение тросов, стержней, болтов и элементов конструкций при эксплуатационных нагрузках. Для прямого элемента постоянного сечения в линейно-упругой области удлинение равно произведению силы и начальной длины, деленному на произведение площади сечения и модуля Юнга. Калькулятор вычисляет эту зависимость в единицах СИ и также выводит напряжение, деформацию и конечную длину. Растягивающее напряжение характеризует приложенную силу, распределенную по исходной площади поперечного сечения. Единица СИ — паскаль, равный одному ньютону на квадратный метр. Инженерная деформация равна удлинению, деленному на начальную длину, и не имеет физической единицы. В линейно-упругой области закон Гука связывает напряжение с произведением модуля Юнга и деформации. Таким образом, модуль Юнга характеризует жесткость материала: у стали он около 200 гигапаскалей, у алюминия — примерно от 69 до 70 гигапаскалей, а у гибких полимеров может быть на много порядков ниже. Расчет предполагает центральную осевую нагрузку, постоянную площадь, однородный материал, малую деформацию и температуру, не вызывающую самостоятельного изменения длины элемента. Он не учитывает пластическое течение, образование шейки, концентрации напряжений, ползучесть, усталость, проскальзывание соединений и геометрическую нелинейность. Если расчетное напряжение превышает предел пропорциональности или текучести материала, простой упругий результат нельзя считать остаточной деформацией. При проектировании также следует применять соответствующий коэффициент запаса и требования нормативов. Точность исходных данных важна, поскольку площадь и модуль стоят в знаменателе. Для круглой проволоки используйте площадь, рассчитанную по диаметру, а не сам диаметр. Перед вводом переведите квадратные миллиметры в квадратные метры: один квадратный миллиметр равен 10^-6 квадратных метров. Если резьба, отверстия, коррозия или пряди уменьшают сечение, используйте эффективную несущую площадь. Конечная длина равна начальной длине плюс упругое удлинение. Эти результаты удобны для быстрой проверки тяг, подвесных тросов, образцов для испытаний на растяжение, деталей машин и учебных задач по закону Гука.