Lamé-állandók

Lamé-állandónak a rugalmasságtanban két jellemzőt nevezünk:

  • λ, neve első Lamé-paraméter.
  • μ, a nyírási modulus, vagy második Lamé-paraméter. Egyéb jelölése: G {\displaystyle G} ,

amely homogén, izotróp anyagok esetén Hooke törvényének térbeli értelmezése szerint

σ = 2 μ ε + λ t r ( ε ) I {\displaystyle \sigma =2\mu \varepsilon +\lambda \;\mathrm {tr} (\varepsilon )I}

ahol σ a mechanikai feszültség, ε a relatív alakváltozás tenzora, az I {\displaystyle I} egységmátrix és a t r ( ) {\displaystyle \mathrm {tr} (\cdot )} metrikus tenzor függvénye.

Az első paraméternek (λ) nincs közvetlen fizikai értelmezése, de egyszerűen kifejezhetővé teszi a Hooke-törvényhez szükséges szilárdsági mátrixot. A két Lamé-féle állandó lehetővé teszi a szilárdsági modulusok kiszámítását homogén és izotróp anyagokra.

Ezeket a szilárdsági paramétereket Gabriel Léon Jean Baptiste Lamé francia matematikusról nevezték el.

Források

  • F. Kang, S. Zhong-Ci, Mathematical Theory of Elastic Structures, Springer New York, ISBN 0-387-51326-4, (1981)
  • G. Mavko, T. Mukerji, J. Dvorkin, The Rock Physics Handbook, Cambridge University Press (paperback), ISBN 0-521-54344-4, (2003)
  • Muttnyánszky Ádám: Szilárdságtan. Műszaki könyvkiadó, Budapest, 1981. ISBN 963-10-359-13
  • Pattantyús Gépész- és Villamosmérnökök Kézikönyve 2. kötet. Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1961.

Fordítás

  • Ez a szócikk részben vagy egészben a Coefficients de Lamé című francia Wikipédia-szócikk fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.
Sablon:Elasztikus modulusok
  • m
  • v
  • sz
Elasztikus modulusok homogén és izotróp anyagoknál
Rugalmassági modulusok: kompressziós modulus ( K {\displaystyle K} ) • Young modulus ( E {\displaystyle E} ) • Lamé első paraméter ( λ {\displaystyle \lambda } ) • nyírási modulus; torziós modulus ( G {\displaystyle G} ), más néven Lamé második paraméter ( μ {\displaystyle \mu } ) • Poisson-tényező ( ν {\displaystyle \nu } ) • P-hullám (longitudinális hullám) modulus ( M {\displaystyle M} )
Átszámítási képletek (nyitható táblázat)
Homogén izotróp tulajdonságú anyagok tulajdonságai kiszámíthatóak, ha legalább két másik tulajdonságuk ismert
( λ , G ) {\displaystyle (\lambda ,\,G)} ( E , G ) {\displaystyle (E,\,G)} ( K , λ ) {\displaystyle (K,\,\lambda )} ( K , G ) {\displaystyle (K,\,G)} ( λ , ν ) {\displaystyle (\lambda ,\,\nu )} ( G , ν ) {\displaystyle (G,\,\nu )} ( E , ν ) {\displaystyle (E,\,\nu )} ( K , ν ) {\displaystyle (K,\,\nu )} ( K , E ) {\displaystyle (K,\,E)} ( M , G ) {\displaystyle (M,\,G)}
K = {\displaystyle K=\,} λ + 2 G 3 {\displaystyle \lambda +{\tfrac {2G}{3}}} E G 3 ( 3 G E ) {\displaystyle {\tfrac {EG}{3(3G-E)}}} λ ( 1 + ν ) 3 ν {\displaystyle {\tfrac {\lambda (1+\nu )}{3\nu }}} 2 G ( 1 + ν ) 3 ( 1 2 ν ) {\displaystyle {\tfrac {2G(1+\nu )}{3(1-2\nu )}}} E 3 ( 1 2 ν ) {\displaystyle {\tfrac {E}{3(1-2\nu )}}} M 4 G 3 {\displaystyle M-{\tfrac {4G}{3}}}
E = {\displaystyle E=\,} G ( 3 λ + 2 G ) λ + G {\displaystyle {\tfrac {G(3\lambda +2G)}{\lambda +G}}} 9 K ( K λ ) 3 K λ {\displaystyle {\tfrac {9K(K-\lambda )}{3K-\lambda }}} 9 K G 3 K + G {\displaystyle {\tfrac {9KG}{3K+G}}} λ ( 1 + ν ) ( 1 2 ν ) ν {\displaystyle {\tfrac {\lambda (1+\nu )(1-2\nu )}{\nu }}} 2 G ( 1 + ν ) {\displaystyle 2G(1+\nu )\,} 3 K ( 1 2 ν ) {\displaystyle 3K(1-2\nu )\,} G ( 3 M 4 G ) M G {\displaystyle {\tfrac {G(3M-4G)}{M-G}}}
λ = {\displaystyle \lambda =\,} G ( E 2 G ) 3 G E {\displaystyle {\tfrac {G(E-2G)}{3G-E}}} K 2 G 3 {\displaystyle K-{\tfrac {2G}{3}}} 2 G ν 1 2 ν {\displaystyle {\tfrac {2G\nu }{1-2\nu }}} E ν ( 1 + ν ) ( 1 2 ν ) {\displaystyle {\tfrac {E\nu }{(1+\nu )(1-2\nu )}}} 3 K ν 1 + ν {\displaystyle {\tfrac {3K\nu }{1+\nu }}} 3 K ( 3 K E ) 9 K E {\displaystyle {\tfrac {3K(3K-E)}{9K-E}}} M 2 G {\displaystyle M-2G\,}
G = {\displaystyle G=\,} 3 ( K λ ) 2 {\displaystyle {\tfrac {3(K-\lambda )}{2}}} λ ( 1 2 ν ) 2 ν {\displaystyle {\tfrac {\lambda (1-2\nu )}{2\nu }}} E 2 ( 1 + ν ) {\displaystyle {\tfrac {E}{2(1+\nu )}}} 3 K ( 1 2 ν ) 2 ( 1 + ν ) {\displaystyle {\tfrac {3K(1-2\nu )}{2(1+\nu )}}} 3 K E 9 K E {\displaystyle {\tfrac {3KE}{9K-E}}}
ν = {\displaystyle \nu =\,} λ 2 ( λ + G ) {\displaystyle {\tfrac {\lambda }{2(\lambda +G)}}} E 2 G 1 {\displaystyle {\tfrac {E}{2G}}-1} λ 3 K λ {\displaystyle {\tfrac {\lambda }{3K-\lambda }}} 3 K 2 G 2 ( 3 K + G ) {\displaystyle {\tfrac {3K-2G}{2(3K+G)}}} 3 K E 6 K {\displaystyle {\tfrac {3K-E}{6K}}} M 2 G 2 M 2 G {\displaystyle {\tfrac {M-2G}{2M-2G}}}
M = {\displaystyle M=\,} λ + 2 G {\displaystyle \lambda +2G\,} G ( 4 G E ) 3 G E {\displaystyle {\tfrac {G(4G-E)}{3G-E}}} 3 K 2 λ {\displaystyle 3K-2\lambda \,} K + 4 G 3 {\displaystyle K+{\tfrac {4G}{3}}} λ ( 1 ν ) ν {\displaystyle {\tfrac {\lambda (1-\nu )}{\nu }}} 2 G ( 1 ν ) 1 2 ν {\displaystyle {\tfrac {2G(1-\nu )}{1-2\nu }}} E ( 1 ν ) ( 1 + ν ) ( 1 2 ν ) {\displaystyle {\tfrac {E(1-\nu )}{(1+\nu )(1-2\nu )}}} 3 K ( 1 ν ) 1 + ν {\displaystyle {\tfrac {3K(1-\nu )}{1+\nu }}} 3 K ( 3 K + E ) 9 K E {\displaystyle {\tfrac {3K(3K+E)}{9K-E}}}