Što je modul elastičnosti?

Modul elastičnosti, također poznat kao modul elastičnosti ili Youngov modul, mjera je načina na koji će se materijal ili struktura deformirati i naprezati kada su izloženi naprezanju. Materijali se različito deformiraju kada se primjenjuju opterećenja i naprezanja, a odnos između naprezanja i deformacije obično varira. Sposobnost materije da se odupre ili prenese stres je važna, a to se svojstvo često koristi za određivanje je li određeni materijal prikladan za određenu svrhu.

Ovo se svojstvo često utvrđuje u laboratoriju, koristeći eksperimentalnu tehniku ​​poznatu kao ispitivanje na vlačnost, koja se obično provodi na uzorku materijala specifičnog oblika i dimenzija. Dostupni su različiti uređaji za ispitivanje koji primjenjuju vrlo precizna opterećenja i naprezanja na uzorak, te precizno mjere i bilježe bilo koje rezultirajuće naprezanje u materijalu. Modul elastičnosti poznat je za širok raspon konstrukcijskih materijala, uključujući metale, drvo, staklo, gumu, keramiku, beton i plastiku.

Modul elastičnosti opisuje odnos između naprezanja primijenjenog na materijal i njegove odgovarajuće deformacije. Naprezanje se definira kao sila koja se primjenjuje na jedinicu površine, s tipičnim jedinicama funti po kvadratnom inču (psi) ili Newtona po četvornom metru – također poznatim kao paskali (Pa). Deformacija je mjera količine koju materijal deformira kada se primijeni naprezanje i izračunava se mjerenjem količine deformacije kada je pod naprezanjem, u usporedbi s izvornim dimenzijama materije. Modul elastičnosti temelji se na Hookeovom zakonu elastičnosti i može se izračunati dijeljenjem naprezanja s deformacijom.

Za mnoge materijale na niskim razinama naprezanja i pod napetosti, naprezanje i deformacija su proporcionalni – što znači da se povećavaju i smanjuju na konstantan način, u odnosu jedan na drugi. Deformacija materijala koja nastaje kada se naprezanje i deformacija ponašaju proporcionalno poznata je kao elastična deformacija ili elastična deformacija. Modul elastičnosti opisuje odnos između naprezanja i deformacije u tim uvjetima.

Elastičnost je sposobnost materijala da se vrati u prvobitno stanje ili dimenzije nakon uklanjanja opterećenja ili naprezanja. Elastično naprezanje je reverzibilno, što znači da će naprezanje nestati nakon uklanjanja naprezanja i materijal će se vratiti u svoje izvorno stanje. Materijali koji su izloženi intenzivnim razinama naprezanja mogu se deformirati do točke u kojoj se napon i deformacija više ne ponašaju proporcionalno i materijal se neće vratiti u svoje izvorne dimenzije. To se naziva plastična deformacija ili plastično naprezanje.