Der Längselastizitätsmodul eines Konstruktionswerkstoffs oder Elastizitätsmodul ist eine physikalische Größe, die die Eigenschaft von Werkstoffen charakterisiert, die ihren Widerstand gegen in Längsrichtung wirkende Verformungen sicherstellt.
Der Parameter charakterisiert den Steifigkeitsgrad eines bestimmten Materials.
Der Name des Moduls entspricht dem Namen von Thomas Young, einem berühmten englischen Physiker und Wissenschaftler, der die Prozesse der Kompression und Spannung fester Materialien untersuchte. Diese physikalische Größe wird mit dem lateinischen Buchstaben E bezeichnet. Der Elastizitätsmodul wird in Pascal gemessen.
Der Parameter Elastizitätsmodul oder Längselastizitätsmodul wird in verschiedenen Berechnungen verwendet, wenn Materialien auf den Verformungsgrad bei Zug-Druck sowie bei Biegung getestet werden.
Es muss gesagt werden, dass die meisten verwendeten Strukturmaterialien durch einen E-Modul-Index mit ausreichend großen Werten gekennzeichnet sind, die in der Regel in der Größenordnung von 10 liegen9 Pa. Aus Gründen der Bequemlichkeit bei Berechnungen und Aufzeichnungen wird daher ein mehrfaches Präfix „giga“(GPa) verwendet.
Unten sind die Elastizitätsmodulwerte für einigeBaumaterialien, die oft für verschiedene praktische Zwecke verwendet werden. Die H altbarkeit von Bauwerken und anderen Objekten hängt von ihren Festigkeitseigenschaften ab.
Nach obiger Tabelle gehört der maximale Modul zu Stahl und der minimale zu Holz.
| Materialname |
IndikatorE, [GPa] |
Materialname |
IndikatorE, [GPa] |
| Chrom | 300 | Messing | 95 |
| Nickel | 210 | Duraluminium | 74 |
| Stahl | 200 | Aluminium | 70 |
| Gusseisen | 120 | Glas | 70 |
| Chrom | 110 | Tin | 35 |
| Grauguss | 110 | Beton | 20 |
| Silizium | 110 | Lead | 18 |
| Bronze | 100 | Baum | 10 |
Die grafische Bestimmung des Elastizitätsmoduls ist mit Hilfe eines speziellen Spannungsdiagramms möglich, das eine Kurve zeigt, die aus wiederholten Festigkeitstests des gleichen Materials gewonnen wurde.
In diesem Fall besteht die physikalische Bedeutung des Elastizitätsmoduls darin, das mathematische Verhältnis von Normalspannungen zu den entsprechenden zu findenVerformungsindikatoren in einem bestimmten Abschnitt des Diagramms bis zu einer bestimmten vorgegebenen Proportionalitätsgrenze σpc.
In Form eines mathematischen Ausdrucks sieht der Elastizitätsmodul so aus: E=σ/ε=tgα
Zusätzlich sei gesagt, dass der Elastizitätsmodul auch ein Proportionalitätsfaktor in der mathematischen Beschreibung des Hookeschen Gesetzes ist, das so aussieht: σ=Eε
Daher wird die direkte Beziehung des Elastizitätsmoduls zu den gemessenen Eigenschaften der Querschnitte von Materialien, die an Steifigkeitstests teilnehmen, durch Indikatoren wie EA und E1 ausgedrückt.
EA ist ein Maß für die Zug-Druck-Steifigkeit des Materials in seinem Querschnitt, wobei A der Wert der Querschnittsfläche des Stabs ist.
E1 ist die Biegesteifigkeit des Materials in seinem Querschnitt, wobei 1 der Wert des axialen Trägheitsmoments ist, das im Querschnitt des zu prüfenden Materials auftritt.
Der Elastizitätsmodul ist somit ein universeller Indikator, mit dem Sie die Festigkeitseigenschaften eines Materials von mehreren Seiten charakterisieren können.
