Rugalmassági modulus
Thomas Young neve a mérnökök által legismertebbek közé
tartozik, hiszen az általa bevezetett Young-modulus, vagy
ahogy talán még többen ismerik, a rugalmassági modulus, - a
leggyakrabban használt paraméterek közé tartozik. Ennek a
fontos anyagállandónak az alkotója csodálatos, színes
egyéniség volt, feltétlenül érdemes arra, hogy a mérnökök
tisztelettel őrizzék emlékét.
Rugalmassági modulus
A nyúlás változásának sebessége a feszültség függvényében. A görbe egyenes szakasza egy feszültség-alakváltozás görbén. A rugalmasság érintő modulusa a feszültség-alakváltozás görbe adott pontján mérhető meredekség. A rugalmasság metsző (Secant) modulusa a feszültség és a feszítés hányadosa a feszültség vagy a nyúlás bármely értékénél. Más néven feszültség-alakváltozás arány. A rugalmasság érintő és metsző modulusa az anyag arányossági határáig azonos. Attól függően, hogy milyen fajta terhelést mutat a feszültséges-alakváltozás görbe, a rugalmassági modulust a következőféleképp lehet leírni: a rugalmasság nyomó modulusa; a rugalmasság hajlító modulusa; a rugalmasság nyíró modulusa; a rugalmasság húzó modulusa, vagy a rugalmasság torziós modulusa. A rugalmassági modulus esetenként dinamikus vizsgálattal is meghatározható, ahol az összetett modulusból származtatható. A nem megnevezett modulus általában a húzó rugalmasság modulusára vonatkozik. A rugalmasság nyírási modulusa majdnem mindig megegyezik a torziós rugalmassági modulussal, és mindkettőt csúsztató rugalmassági modulusnak hívják. A rugalmasság húzási és nyomási modulusai körülbelül azonosak, és Young-féle modulusként ismertek.
A csúsztató rugalmassági modulus és a Young-féle modulus kapcsolatát az E = 2 G (r + 1) képlet írja le, ahol E a Young - modulus (psi v GPa), G a csúsztatórugalmassági modulus ( psi), r pedig a Poisson-féle tényező. A rugalmassági modulust hívják még rugalmas modulusnak és rugalmassági együtthatónak is.
E - rugalmassági modulus (N/m2 = Pa)
Az anyagokat három csoportba szoktuk osztani halmazállapotuk szerint. Vannak testek, melyek alakja és térfogata aránylag nehezen változtatható meg, ezek a szilárd anyagok. A szilárd anyagok térfogata gyakorlatilag állandó. A folyékony anyagok térfogata szintén állandó, alakjuk viszont könnyen változik, attól függően, hogy milyen edénybe tesszük őket. A folyadékok térfogata állandó, de alakja nem. A légnemű anyagoknak sem az alakjuk, sem a térfogatuk nem állandó.A szilárd anyagok egy részénél az alakváltoztató erő megszűnte után a test rövid idő alatt visszanyeri eredeti alakját, ilyenkor rugalmas alakváltoztatásról beszélünk, minden egyéb esetben az alakváltoztatás rugalmatlan.
Fontos arányosságok: a megnyúlás egyenesen arányos a feszítőerővel, a megnyúlás egyenesen arányos a kezdeti hosszúsággal, a megnyúlás fordítottan arányos a huzal keresztmetszetével. Ebből következik, hogy Dl=1/E*{(F*l)/A}, ahol E az anyagra jellemző állandó, neve Young - modulus. E mértékegysége N/négyzetméter. A Young modulus azt adja meg, hogy egy egységnyi hosszúságú és keresztmetszetű anyag egységnyi megnyújtásához mekkora erőt kell alkalmazni. Az erőnek pedig azt a legkisebb értékét, melynél a huzal elszakad, az adott anyag szakítási szilárdságának nevezzük.