Die modulus van longitudinale elastisiteit van 'n strukturele materiaal, of Young se modulus, is 'n fisiese grootheid wat die eienskap van materiale kenmerk wat hul weerstand teen vervormings verseker wat in die lengterigting inwerk.
Die parameter kenmerk die graad van styfheid van 'n spesifieke materiaal.
Die naam van die module stem ooreen met die naam van Thomas Young, 'n bekende Engelse fisikus en wetenskaplike wat die prosesse van kompressie en spanning vir vaste materiale bestudeer het. Hierdie fisiese hoeveelheid word aangedui deur die Latynse letter E. Young se modulus word in Pascal gemeet.
Die parameter Young se modulus, of modulus van longitudinale elastisiteit, word in verskeie berekeninge gebruik wanneer materiale getoets word vir die mate van vervorming in spanning-kompressie, sowel as in buiging.
Daar moet gesê word dat die meeste van die gebruikte strukturele materiale gekenmerk word deur Young se modulus-indeks van voldoende groot waardes, wat as 'n reël in die orde van 109 is. Pa. Daarom, vir die gerief van berekeninge en opname, word 'n veelvuldige voorvoegsel "giga" (GPa) gebruik.
Hieronder is Young se moduluswaardes vir sommigestrukturele materiale, wat dikwels vir verskeie praktiese doeleindes gebruik word. Die duursaamheid van boustrukture en ander voorwerpe hang af van hul sterkte-eienskappe.
Volgens die tabel hierbo behoort die maksimum modulus aan staal, en die minimum aan hout.
| Materiaalnaam |
AanwyserE, [GPa] |
Materiaalnaam |
AanwyserE, [GPa] |
| chrome | 300 | koper | 95 |
| nikkel | 210 | duralumin | 74 |
| staal | 200 | aluminium | 70 |
| gietyster | 120 | glas | 70 |
| chrome | 110 | blik | 35 |
| grys gietyster | 110 | beton | 20 |
| silikon | 110 | lead | 18 |
| brons | 100 | boom | 10 |
Grafiese bepaling van Young se modulus is moontlik met behulp van 'n spesiale spanningsdiagram, wat 'n kromme toon verkry uit herhaalde sterktetoetse van dieselfde materiaal.
In hierdie geval is die fisiese betekenis van Young se modulus om die wiskundige verhouding van normale spannings tot die ooreenstemmendevervormingsaanwysers in 'n sekere gedeelte van die diagram tot 'n spesifiek gegewe limiet van eweredigheid σpc.
In die vorm van 'n wiskundige uitdrukking lyk Young se modulus soos volg: E=σ/ε=tgα
Daar moet ook gesê word dat Young se modulus ook 'n proporsionaliteitsfaktor is in die wiskundige beskrywing van Hooke se wet, wat so lyk: σ=Eε
Daarom word die direkte verband van die elastisiteitsmodulus met die gemete eienskappe van die deursnee van materiale wat aan styfheidstoetse deelneem uitgedruk deur gebruik te maak van aanwysers soos EA en E1.
EA is 'n maatstaf van die trek-kompressiewe styfheid van die materiaal in sy deursnee, waar A die waarde van die deursnee-area van die staaf is.
E1 is die buigstyfheid van die materiaal in sy dwarssnit, waar 1 die waarde is van die aksiale traagheidsmoment wat voorkom in die dwarssnit van die materiaal wat getoets word.
Dus, Young se modulus is 'n universele aanwyser wat jou toelaat om die sterkte-eienskappe van 'n materiaal van verskeie kante te karakteriseer.
