Modulul de elasticitate longitudinală al unui material structural, sau modulul lui Young, este o mărime fizică care caracterizează proprietatea materialelor care asigură rezistența acestora la deformații care acționează pe direcția longitudinală.
Parametrul caracterizează gradul de rigiditate al unui anumit material.
Numele modulului corespunde numelui lui Thomas Young, un celebru fizician și om de știință englez care a studiat procesele de compresie și tensiune pentru materiale solide. Această mărime fizică este notă cu litera latină E. Modulul lui Young este măsurat în Pascals.
Parametrul Modulul Young, sau modulul de elasticitate longitudinală, este utilizat în diferite calcule la testarea materialelor pentru gradul de deformare în tracțiune-compresie, precum și în încovoiere.
Trebuie spus că majoritatea materialelor structurale folosite sunt caracterizate de indicele de modul Young de valori suficient de mari, care, de regulă, sunt de ordinul a 109 Pa. Prin urmare, pentru confortul calculelor și al înregistrării, se folosește un prefix multiplu „giga” (GPa).
Mai jos sunt valorile modulului lui Young pentru uniimateriale structurale, care sunt adesea folosite în diverse scopuri practice. Durabilitatea structurilor clădirii și a altor obiecte depinde de proprietățile lor de rezistență.
Conform tabelului de mai sus, modulul maxim aparține oțelului, iar cel minim, lemnului.
| Numele materialului |
IndicatorE, [GPa] |
Numele materialului |
IndicatorE, [GPa] |
| chrome | 300 | alama | 95 |
| nichel | 210 | duralumin | 74 |
| oțel | 200 | aluminiu | 70 |
| fontă | 120 | pahar | 70 |
| chrome | 110 | tin | 35 |
| fontă gri | 110 | beton | 20 |
| silicon | 110 | lead | 18 |
| bronz | 100 | copac | 10 |
Determinarea grafică a modulului lui Young este posibilă cu ajutorul unei diagrame speciale de tensiuni, care arată o curbă obținută din teste de rezistență repetate ale aceluiași material.
În acest caz, semnificația fizică a modulului lui Young este de a găsi raportul matematic dintre tensiunile normale și corespondentulindicatori de deformare într-o anumită secțiune a diagramei până la o limită specifică de proporționalitate σpc.
Sub forma unei expresii matematice, modulul lui Young arată astfel: E=σ/ε=tgα
De asemenea, trebuie spus că modulul lui Young este, de asemenea, un factor de proporționalitate în descrierea matematică a legii lui Hooke, care arată astfel: σ=Eε
De aceea, relația directă a modulului de elasticitate cu caracteristicile măsurate ale secțiunilor transversale ale materialelor participante la testele de rigiditate este exprimată folosind indicatori precum EA și E1.
EA este o măsură a rigiditatea la tracțiune-compresiune a materialului în secțiunea sa transversală, unde A este valoarea ariei secțiunii transversale a tijei.
E1 este rigiditatea la încovoiere a materialului în secțiunea sa transversală, unde 1 este valoarea momentului de inerție axial care apare în secțiunea transversală a materialului testat.
Astfel, modulul Young este un indicator universal care vă permite să caracterizați proprietățile de rezistență ale unui material din mai multe părți.
