Hitung modulus geser (modulus kekakuan) dari tegangan geser dan regangan geser, atau dari modulus Young dan rasio Poisson. Selesaikan tegangan, regangan, atau modulus jika Anda mengetahui dua lainnya.
Modulus Geser — G = τ / γ
Tegangan geser yang diterapkan dalam megapascal (1 MPa = 1 N/mm²).
Rasio deformasi sudut tanpa satuan (misalnya 0,00127 untuk sampel mirip baja).
Dari E & ν — G = E / (2(1+ν))
Modulus elastisitas yang diketahui dalam gigapascal (misalnya 200 GPa untuk baja).
Rasio regangan transversal dan aksial tanpa satuan (biasanya 0,2–0,35 untuk logam).
Selesaikan modulus, tegangan geser, atau regangan geser
Modulus geser (G), juga dikenal sebagai modulus kekakuan, mengukur seberapa kuat suatu material menahan deformasi perubahan bentuk akibat gaya geser atau puntiran.
📋
Panduan langkah demi langkah
Cara menggunakan kalkulator ini
4 langkah▸
1
Pilih mode perhitungan
Pilih tab Modulus Geser jika Anda mengetahui tegangan geser dan regangan geser dari uji torsi atau geser. Pilih Dari E & ν jika Anda mengetahui modulus Young dan rasio Poisson material — kedua jalur menghitung kuantitas fisik yang sama.
2
Masukkan nilai-nilai Anda
Pada tab Modulus Geser, masukkan tegangan geser (τ) dalam megapascal dan regangan geser (γ) sebagai rasio tanpa satuan. Pada tab Dari E & ν, masukkan modulus Young (E) dalam gigapascal dan rasio Poisson (ν). Kalkulator diperbarui secara instan saat Anda mengetik.
3
Baca hasilnya
Kartu hasil menunjukkan modulus geser (G) dalam gigapascal, beserta nilai pendukung yang digunakan untuk menghitungnya. Garis interpretasi di bawah ini menjelaskan arti G yang lebih tinggi atau lebih rendah terhadap kekakuan material akibat geser.
4
Selesaikan variabel yang hilang
Beralih ke tab Selesaikan untuk bekerja mundur: dengan mempertimbangkan dua modulus geser, tegangan geser, dan regangan geser, kalkulator akan menyelesaikan modulus ketiga. Gunakan chip untuk memilih variabel mana yang akan dipecahkan.
⚡
Referensi
Rumus dan metodologi
2 rumus▸
Dari tegangan geser dan regangan geser
G = τ / γ
Modulus geser (G), juga disebut modulus kekakuan, sama dengan tegangan geser (τ, dalam pascal) dibagi dengan regangan geser (γ, rasio deformasi sudut tanpa satuan). Hal ini mencerminkan bagaimana modulus Young menghubungkan tegangan tarik dengan regangan tarik, namun untuk deformasi geser (geser) dan bukan regangan.
Dari modulus Young dan rasio Poisson
G = E / (2(1 + ν))
Untuk bahan elastis isotropik, modulus geser dapat diturunkan dari modulus Young (E) dan rasio Poisson (ν) — dua konstanta elastis yang paling umum dipublikasikan untuk suatu bahan. Kedua rumus tersebut menggambarkan sifat fisik yang sama dan menyetujui E dan ν yang sebenarnya dari suatu bahan.
📖
Glosarium
Penjelasan istilah penting
7 istilah▸
Ukuran kekakuan suatu material — ketahanannya terhadap perubahan bentuk (geser) deformasi akibat gaya geser. Juga disebut modulus kekakuan, dinotasikan G, dan diukur dalam pascal (umumnya gigapascal, GPa).
Nama lain dari modulus geser (G). Kedua istilah ini dapat dipertukarkan dan keduanya menggambarkan seberapa kuat suatu material menahan deformasi geser.
Gaya per satuan luas yang diterapkan sejajar (tangensial) pada suatu permukaan, menyebabkan lapisan material bergeser relatif satu sama lain. Dilambangkan dengan τ (tau), diukur dalam pascal atau megapascal.
Deformasi sudut akibat tegangan geser - garis singgung sudut kemiringan suatu penampang material. Ini adalah rasio tanpa satuan, dilambangkan dengan γ (gamma), analog dengan bagaimana regangan tarik mengukur pemanjangan.
Modulus elastis (tarik), E — ukuran kekakuan suatu material di bawah tegangan atau kompresi. Ini sama dengan tegangan tarik dibagi regangan tarik dan merupakan salah satu dari dua masukan yang digunakan untuk memperoleh modulus geser dalam mode Dari E & ν.
Rasio tanpa satuan (ν) yang menggambarkan seberapa besar suatu material berkontraksi secara melintang ketika diregangkan secara aksial. Dikombinasikan dengan modulus Young, ini menentukan modulus geser untuk bahan elastis isotropik.
Salah satu sifat material — seperti modulus Young, modulus geser, modulus curah, atau rasio Poisson — yang menggambarkan bagaimana suatu material berubah bentuk secara elastis di bawah tekanan. Untuk bahan isotropik, mengetahui dua konstanta elastis menentukan konstanta lainnya.
G = τ / γ = 100 MPa / 0,00127 ≈ 78,74 GPa — mendekati modulus geser buku teks untuk baja struktural (~79–80 GPa). Hal ini menegaskan bahwa sampel berperilaku seperti paduan baja pada umumnya di bawah pembebanan geser.
⚙️
Insinyur desain
Menurunkan G dari konstanta elastis yang dipublikasikan
Modulus Young (E) 200 IPKRasio Poisson (ν) 0.3
G = E / (2(1 + ν)) = 200 / (2 × 1,3) ≈ 76,92 IPK. Jika hanya E dan ν yang tersedia dari lembar data material, rumus ini memberikan perkiraan modulus geser sebenarnya yang sangat mendekati tanpa memerlukan uji geser terpisah.
🧮
Pelajar
Menyelesaikan regangan geser dengan modulus dan tegangan yang diketahui
Menggunakan tab Solve dengan target = regangan geser: γ = τ / G = 100 MPa / 78,74 GPa ≈ 0,00127. Ini adalah kebalikan dari contoh pertama — berguna saat memeriksa seberapa besar material yang diketahui akan berubah bentuk akibat beban geser tertentu.
🔗
Referensi
Sitasi kalkulator ini
APA & MLA▸
Gunakan salah satu format ini untuk menyitasi kalkulator dalam makalah, laporan, atau daftar sumber.
Modulus geser (G), juga dikenal sebagai modulus kekakuan, mengukur seberapa kuat suatu material menahan deformasi perubahan bentuk akibat gaya geser atau puntiran. Ini adalah konstanta elastis inti yang digunakan dalam teknik mesin dan struktural — mulai dari mengukur poros di bawah torsi hingga memprediksi bagaimana perilaku sambungan baut di bawah beban. Kalkulator ini menghitung G dengan dua cara, dan menyelesaikan variabel yang hilang.
Cara kerja Kalkulator Modulus Geser
▸
Kalkulator mendukung dua rute independen ke kuantitas fisik yang sama. Yang pertama, G = τ / γ, menggunakan tegangan geser dan regangan geser yang diukur langsung dari uji torsi atau geser - analogi geser tentang bagaimana modulus Young menghubungkan tegangan tarik dengan regangan tarik. Yang kedua, G = E / (2(1 + ν)), memperoleh modulus geser dari modulus Young dan rasio Poisson, dua konstanta elastis yang jauh lebih umum dipublikasikan pada lembar data material dibandingkan data uji geser langsung. Untuk bahan elastis isotropik, kedua rumus tersebut menggambarkan G yang sama dan harus sangat sesuai jika diberi nilai E dan ν yang sebenarnya.
Masukan dan artinya
▸
Tegangan geser (τ) dimasukkan dalam megapascal — gaya tangensial per satuan luas yang menyebabkan lapisan material bergeser satu sama lain. Regangan geser (γ) adalah rasio tanpa satuan yang menggambarkan deformasi sudut yang dihasilkan; nilai elastisitas tipikalnya kecil, seringkali jauh di bawah 1% (0,01). Modulus Young (E) dimasukkan dalam gigapascal dan mewakili kekakuan tarik. Rasio Poisson (ν) tidak mempunyai satuan dan biasanya berkisar antara 0,2 dan 0,35 untuk logam biasa, dengan nilai mendekati 0,5 untuk bahan yang hampir tidak dapat dimampatkan seperti karet.
Batasan dan kasus tepi
▸
Kedua rumus tersebut mengasumsikan bahwa bahan tersebut isotropik (sifatnya tidak bergantung pada arah) dan berperilaku elastis — yaitu, dalam batas elastisnya, tidak meleleh atau mengalami deformasi plastis. Rumus tegangan/regangan tidak terdefinisi ketika regangan geser adalah nol. Rumus E/ν tidak terdefinisi pada ν = −1, nilai yang tidak terdapat pada material biasa. Material komposit, anisotropik, atau yang diperkuat serat (seperti kayu atau serat karbon) tidak memiliki modulus geser tunggal yang berlaku di segala arah, sehingga rumus isotropik kalkulator ini harus diperlakukan sebagai perkiraan untuk material tersebut.
❓
Pertanyaan
Pertanyaan umum
6 pertanyaan▸
Apa rumus modulus geser?+
Modulus geser (G) sama dengan tegangan geser dibagi regangan geser: G = τ / γ. Tegangan geser diukur dalam pascal (biasanya megapascal) dan regangan geser adalah rasio deformasi sudut yang tidak memiliki satuan.
Bagaimana cara mencari modulus geser dari modulus Young?+
Untuk bahan elastis isotropik, G = E / (2(1 + ν)), dengan E adalah modulus Young dan ν adalah rasio Poisson. Hal ini memungkinkan Anda memperkirakan modulus geser dari dua konstanta elastis yang umum dipublikasikan tanpa memerlukan uji geser langsung.
Berapa modulus geser baja?+
Baja struktural memiliki modulus geser sekitar 79–80 GPa. Dengan menggunakan nilai umum yang dipublikasikan (E ≈ 200 GPa, ν ≈ 0,3), rumus E/ν menghasilkan sekitar 77 GPa — mendekati, meskipun tidak identik dengan, nilai yang diukur secara langsung, karena bahan sebenarnya tidak isotropik sempurna.
Unit apa yang digunakan Kalkulator Modulus Geser?+
Tegangan geser dan tegangan geser terpecahkan dimasukkan dan ditampilkan dalam megapascal (MPa). Hasil modulus Young dan modulus geser ditunjukkan dalam gigapascal (GPa). Regangan geser dan rasio Poisson merupakan rasio yang tidak memiliki satuan. Secara internal, kalkulator mengubah semuanya menjadi pascal untuk penghitungan dasar.
Apa perbedaan antara modulus geser dan modulus Young?+
Modulus Young (E) mengukur ketahanan terhadap regangan atau kompresi sepanjang satu sumbu (kekakuan tarik/tekan). Modulus geser (G) mengukur ketahanan terhadap geser, deformasi perubahan bentuk (kekakuan geser). Mereka menggambarkan mode deformasi yang berbeda, tetapi untuk bahan isotropik mereka dihubungkan melalui rasio Poisson melalui G = E / (2(1 + ν)).
Apakah modulus geser sama dengan modulus kekakuan?+
Ya — "modulus geser" dan "modulus kekakuan" adalah dua nama untuk konstanta elastis (G) yang sama. Keduanya menggambarkan seberapa kuat suatu material menahan deformasi geser.
📄
Simpan & bagikan
Dapatkan PDF hasil dengan merek Calculover
Unduh PDF satu halaman berisi hasil Anda. Masukkan alamat email untuk menerima kiat kalkulator sesekali. Tanpa spam, dan Anda dapat berhenti berlangganan kapan saja. Privasi.