E-modulus van glas t.o.v. staal

[rikki]

Beste allen,
 
Als ik de gemiddelde stijfheidswaarden (Young modulus) van staal en glas op internet opzoek, kom ik steeds tot deze resultaten:
glas: +/- 50     (10⁹ N/m²⁾
staal +/- 200
 .  
De E-modulus druk de kracht uit die nodig is om een materiaal uit te rekken (spanning/rek)
Ik heb moeite om me voor te stellen dat je glas 4 x makkelijker zou uitrekken dan staal, of dat het minder "innerlijke stijfheid" zou bevatten.
 
Maak ik me een verkeerde voorstelling of kan iemand me vertellen wat ik over het hoofd zie?
 
Dank!
 
 

[ArcherBarry]

Vergeet niet, glas is eigenlijk geen vaste stof maar een zeer viskeuze vloeistof welke bij een snelle beweging zal "breken" maar een raam van 50-100 jaar zal aan de onder kant dikker zijn dan aan de bovenkant.

[jkien]

Ik heb moeite om me voor te stellen dat je glas 4 x makkelijker zou uitrekken dan staal, of dat het minder "innerlijke stijfheid" zou bevatten.

Maak ik me een verkeerde voorstelling of kan iemand me vertellen wat ik over het hoofd zie?

 

Lange glazen buizen zijn buigzamer dan stalen buizen, en pasteurpipetten zijn buigzamer dan stalen injectienaalden. Ik wil wel geloven dat glas minder stijf is dan staal.

[king nero]

Vergeet niet, glas is eigenlijk geen vaste stof maar een zeer viskeuze vloeistof welke bij een snelle beweging zal "breken" maar een raam van 50-100 jaar zal aan de onder kant dikker zijn dan aan de bovenkant.

 
Of glas vast of vloeibaar is, kan over gediscuteerd worden, alhoewel één van beide standpunten duidelijk veel sterker kan onderbouwd worden.
Het feit dat oud glas onderaan dikker kan zijn, heeft echter een oorzaak die niets met deze discussie te maken heeft. Dit komt voort uit de nadelen van het productieproces dat 100 jaar geleden gangbaar was, en de plaatsing ervan die hiermee rekening hield.
 
De reden waarom glas een lage elasticiteitsmodulus heeft (1/3 van staal), is dat de maximaal toegelaten/optredende trekspanningen zeer laag zijn.
E = sigma/epsilon, dus is E ook zeer laag.

[rikki]

Dat is interessant!  Alleen vind ik geen enkele aansluiting met deze ideeën in de reeële wereld...  Ik ben geen wetenschapper, wel vioolbouwer (en de vioolbouw zweeft almaar tussen wetenschap en pseudo-wetenschap..)
De maximaal toegelaten trekspanningen?  Toegelaten vanuit het materiaal zelf?  rek je dan werkelijk zo makkelijk glas uit?
Hoe komt het dat ik me dat bij staal veel makkelijker kan voorstellen?
Ik kan me ook voorstellen dat je staal bv.platwalst..,  gaat dat dan bij glas 3x makkelijker?  of heeft dat dan weer niets met elasticiteit te maken?
 
.....

[JBP]

De maximale trekspanning van een materiaal staat los van de E-modulus. De E-modulus wordt bepaald als sigma/epsilon, maar dan wel in het lineair elastisch gebied. Dat gebied kan, maar hoeft zeker niet begrensd te zijn door de maximale trekspanning. Het materiaal kan bijvoorbeeld ook nog plastische vervorming vertonen.
 
Ik denk dat het voor Rikki vooral moeilijk te begrijpen is omdat glas nu eenmaal een heel lage breukrek heeft en zeer bros is. Dus visueel heb je nog nooit iets gezien zoals 'uitgerokken' glas. Staal kan daarintegen zeer sterk plastisch vervormen en dat is dus ook veel makkelijker voor te stellen. Deze effecten hebben op zich weinig te maken met de E-modulus. Die laatste is immers meer bepaald door de atomaire/moleculaire structuur.
 
@Rikki: glas is op zich 3x "makkelijker" uit te rekken dan staal. Aluminium heeft daarentegen een E = 70 GPa, dus dat is al bijna gelijkaardig. Vergelijk je het met een rubberachtig materiaal dat een E = 0.1 GPa heeft, zie je dat die van glas nog altijd relatief hoog is.

[jkien]

Dat is interessant!  Alleen vind ik geen enkele aansluiting met deze ideeën in de reeële wereld...   
 
rek je dan werkelijk zo makkelijk glas uit?

 
Met dubbelglasramen hoef je zelfs niets te doen om glas te rekken en te buigen. De bolling of holling verandert vanzelf als als er een lagedrukgebied passeert. De veranderende bolling is te herkennen aan dubbelbeelden zoals hier, en aan gespiegelde lichtvlekken op een muur zoals hier.

[rikki]

De maximale trekspanning van een materiaal staat los van de E-modulus. De E-modulus wordt bepaald als sigma/epsilon, maar dan wel in het lineair elastisch gebied. Dat gebied kan, maar hoeft zeker niet begrensd te zijn door de maximale trekspanning. Het materiaal kan bijvoorbeeld ook nog plastische vervorming vertonen.
 
Ik denk dat het voor Rikki vooral moeilijk te begrijpen is omdat glas nu eenmaal een heel lage breukrek heeft en zeer bros is. Dus visueel heb je nog nooit iets gezien zoals 'uitgerokken' glas. Staal kan daarintegen zeer sterk plastisch vervormen en dat is dus ook veel makkelijker voor te stellen. Deze effecten hebben op zich weinig te maken met de E-modulus. Die laatste is immers meer bepaald door de atomaire/moleculaire structuur.
 
@Rikki: glas is op zich 3x "makkelijker" uit te rekken dan staal. Aluminium heeft daarentegen een E = 70 GPa, dus dat is al bijna gelijkaardig. Vergelijk je het met een rubberachtig materiaal dat een E = 0.1 GPa heeft, zie je dat die van glas nog altijd relatief hoog is.

 
OK!  ik begin het een beetje door te hebben.. dankje wel!