Придумай такие значения модуля юнга и коэффициента...

Создано: 13 апреля 2025 г.

Отвечено с использованием GPT-4o от Chat01

Вопрос

Придумай такие значения модуля юнга и коэффициента пуассона(они должны быть для реального бетона) чтобы модуль сдвига и модуль объемного сжатия получались круглые

Ответ

Хорошо! Давай подберём такие значения модуля Юнга (E) и коэффициента Пуассона (ν), чтобы:

  • Модуль сдвига (G) = E2(1+ν)\frac{E}{2(1+\nu)}
  • Модуль объемного сжатия (K) = E3(12ν)\frac{E}{3(1-2\nu)}

получались круглыми числами (например, 10 000, 15 000, 20 000 и т.п.), при этом значения соответствовали реальному бетону.


Типичные значения для бетона:

  • EE (Модуль Юнга): от 20 до 50 ГПа (20 000 – 50 000 МПа)
  • ν\nu (Коэффициент Пуассона): от 0.15 до 0.25 (иногда до 0.30)

Подбор значений

Давай подберём, например, такие:

Пример 1:

  • ν=0.2\nu = 0.2
  • E=30000E = 30\,000 МПа

Рассчитаем:

  • G=300002(1+0.2)=300002.4=12500G = \frac{30\,000}{2(1 + 0.2)} = \frac{30\,000}{2.4} = 12\,500 МПа ✅
  • K=300003(120.2)=3000030.6=300001.8=16666.6K = \frac{30\,000}{3(1 - 2 \cdot 0.2)} = \frac{30\,000}{3 \cdot 0.6} = \frac{30\,000}{1.8} = 16\,666.\overline{6} МПа — не круглый ❌

Пример 2:

  • ν=0.25\nu = 0.25
  • E=40000E = 40\,000 МПа

Рассчитаем:

  • G=400002(1+0.25)=400002.5=16000G = \frac{40\,000}{2(1 + 0.25)} = \frac{40\,000}{2.5} = 16\,000 МПа ✅
  • K=400003(120.25)=4000030.5=400001.5=26666.6K = \frac{40\,000}{3(1 - 2 \cdot 0.25)} = \frac{40\,000}{3 \cdot 0.5} = \frac{40\,000}{1.5} = 26\,666.\overline{6} МПа — опять не круглый ❌

Идеальное попадание

Пусть:

  • G=10000G = 10\,000
  • K=20000K = 20\,000

Тогда:

Из формул:

  • E=2G(1+ν)E = 2G(1+\nu)
  • E=3K(12ν)E = 3K(1-2\nu)

Приравниваем:

2G(1+ν)=3K(12ν)2G(1 + \nu) = 3K(1 - 2\nu)

Подставляем G и K:

210000(1+ν)=320000(12ν)2 \cdot 10\,000 \cdot (1 + \nu) = 3 \cdot 20\,000 \cdot (1 - 2\nu) 20000(1+ν)=60000(12ν)20\,000(1 + \nu) = 60\,000(1 - 2\nu)

Решим:

20000+20000ν=60000120000ν20\,000 + 20\,000\nu = 60\,000 - 120\,000\nu 140000ν=40000ν=270.2857140\,000\nu = 40\,000 \Rightarrow \nu = \frac{2}{7} \approx 0.2857

Теперь найдём E:

E=2G(1+ν)=210000(1+27)=2000097=25714.29 МПаE = 2G(1 + \nu) = 2 \cdot 10\,000 \cdot \left(1 + \frac{2}{7}\right) = 20\,000 \cdot \frac{9}{7} = 25\,714.29 \text{ МПа}

Ответ:

Чтобы модуль сдвига = 10 000 МПа, модуль объемного сжатия = 20 000 МПа, можно взять:

  • E = 25 714.29 МПа
  • ν = 0.2857 (или 2/7)

Это реалистично для тяжёлого бетона, особенно с добавками (высокий ν встречается у плотных бетонов).

Хочешь, могу подобрать и другие комбинации (например, для G = 12 000 и K = 18 000).

Поделиться этим Q&A