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EIN Spannungs-Dehnungs-Diagramm mit ${displaystyle sigma=Ecdot varepsilon }$ (im blauen Teil)

Das Elastizitätsmodul (oder auch Elastizitätsmodul, an die Engländer Physiker, Arzt und ÄgyptologeThomas Jung), ist ein Materialeigenschaft das ist ein Maß für die Steifheit oder Steifigkeit eines Materials und die teilweise Gestell des Materials unter a Zugbelastung bestimmt und die Kompression unter einem Druckkraft.

Im elastischen Bereich ist die Hookes Gesetz, mit der Federkonstante die Elastizitätskonstante: die Dehnung ${Anzeigestil Varepsilon }$ auftretende (einheitliche relative Längenänderung) ist linear abhängig von der aufgebrachten Kraft pro Querschnitt, Zugspannung${Displaystil-Sigma}$, wobei die Proportionalitätskonstante der Elastizitätsmodul ist ${Anzeigestil E}$:

${displaystyle sigma=Ecdot varepsilon }$

Einfach ausgedrückt ist der Elastizitätsmodul die Spannung, die erforderlich ist, um die Länge der Probe zu verdoppeln (dies ist eine Extrapolation, die meisten Materialien brechen, bevor eine so große Dehnung auftritt).

Die Einheit des Elastizitätsmoduls ist eine Kraft auf eine Oberfläche oder N/m² oder Papa. Üblicherweise wird die größere Einheit N/mm² = MPa verwendet, Stahl hat einen E-Modul von 210000 MPa = 210GPa.

Bereitstellung

Der Elastizitätsmodul kann auf verschiedene Weise bestimmt werden:

• über ein Zugversuch: hiermit ein gewisses Leistung auf eine Probe angewendet. Solange die Spannung niedriger ist als die Verhältnismäßigkeitsgrenze ist die Dehnung proportional zur Spannung: ${displaystyle sigma=Ecdot varepsilon }$, mit ${Displaystil-Sigma}$ die angelegte Spannung, ${Anzeigestil E}$ das Elastizitätsmodul und ${Anzeigestil Varepsilon }$ die Strecke. Die Steigung der Kurve, ${displaystyle {frac {sigma }{epsilon}}}$, ist der Elastizitätsmodul (solange ${displaystyle sigma$).
• über die Eigenfrequenz eines Schwingstabes, der an seinen Enden aufgehängt ist.
• durch Nanovertiefung: Es entsteht ein Eindruck in Material und Tiefe der Oberfläche. Daraus kann die Elastizität durch Tiefenmessung (während oder nach der Messung) bestimmt werden.

Eigenschaften

• Die Modulation ist eine Funktion der Temperatur des Materials und der Zeit, in der die Spannung bereits auf den Prüfling einwirkt (wichtig für Polymere: Schleich).
• Der Modul kann je nach Richtung unterschiedlich sein (dies gilt für a anisotrop Material): Holz ist beispielsweise in Faserrichtung viel steifer als quer dazu (aufgrund der Holzstruktur). Auch die Zugfestigkeit unterscheidet sich bei Graphit (aufgrund der Kristallstruktur von Graphit). Kommerziell wird dieser Effekt bei Carbonfasern genutzt: Die Fasern werden in die Richtung gelegt, die die meiste Spannung aufnehmen soll (zum Beispiel bei Druckbehältern und Schiffspropellern).

Elastizitätsmodul einiger Materialien

Rang von (durchschnittlich) niedrigen bis hohen Werten.

Material	Elastizitätsmodul (${Anzeigestil E}$) im GPa
Gummi (kleine Regale)	0,0001 - 0,001
Holz (quer zur Faser)	0,6 - 1,0
Nylon	2 - 4
Polystyrol	3 - 3,5
Eis	9,1
Holz (parallel zur Faser)	9 - 16
GFK (Glasfaser verstärkter Kunststoff/Polyester)	7 - 45
Hochfester Beton (Druckfestigkeit)	30
Magnesium	45
Aluminiumlegierungen	69
Gerade Glas	69
Glas	72
Gusseisen	100
Titan (Ti)	105 - 120
Bronze-	103 - 124
CFK (kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff)	70 - 250
Stahl	210
Wolfram	400 - 410
Siliziumkarbid (SiC)	450
Kohlenstoff-Nanoröhrchen[1]	1000
Diamant[2]	1220

Siehe auch

• Tangentialer Elastizitätsmodul