Längdelasticitetsmodulen för ett strukturellt material, eller Youngs modul, är en fysikalisk storhet som kännetecknar egenskapen hos material som säkerställer deras motståndskraft mot deformationer som verkar i längdriktningen.
Parametern kännetecknar graden av styvhet för ett visst material.
Namnet på modulen motsvarar namnet på Thomas Young, en berömd engelsk fysiker och vetenskapsman som studerade kompressions- och spänningsprocesserna för fasta material. Denna fysiska kvantitet betecknas med den latinska bokstaven E. Youngs modul mäts i pascal.
Parametern Youngs modul, eller modul för longitudinell elasticitet, används i olika beräkningar vid provning av material för graden av deformation vid drag-kompression, samt vid böjning.
Det måste sägas att de flesta av de använda konstruktionsmaterialen kännetecknas av Youngs modulindex med tillräckligt stora värden, som i regel är av storleksordningen 109 Pa. Därför används ett multipelprefix "giga" (GPa) för att underlätta beräkningar och inspelning.
Nedan är Youngs modulvärden för vissakonstruktionsmaterial, som ofta används för olika praktiska ändamål. Hållbarheten hos byggnadskonstruktioner och andra föremål beror på deras hållfasthetsegenskaper.
Enligt tabellen ovan tillhör den maximala modulen stål och den minsta till trä.
| Materialnamn |
IndikatorE, [GPa] |
Materialnamn |
IndikatorE, [GPa] |
| chrome | 300 | brass | 95 |
| nickel | 210 | duralumin | 74 |
| stål | 200 | aluminium | 70 |
| gjutjärn | 120 | glas | 70 |
| chrome | 110 | tin | 35 |
| grått gjutjärn | 110 | concrete | 20 |
| silikon | 110 | lead | 18 |
| brons | 100 | tree | 10 |
Grafisk bestämning av Youngs modul är möjlig med hjälp av ett speciellt spänningsdiagram, som visar en kurva erhållen från upprepade hållfasthetstester av samma material.
I det här fallet är den fysiska betydelsen av Youngs modul att hitta det matematiska förhållandet mellan normala spänningar och motsvarandedeformationsindikatorer i ett visst avsnitt av diagrammet upp till en specifikt given proportionalitetsgräns σst.
I form av ett matematiskt uttryck ser Youngs modul ut så här: E=σ/ε=tgα
Det ska också sägas att Youngs modul också är en proportionalitetsfaktor i den matematiska beskrivningen av Hookes lag, som ser ut så här: σ=Eε
Därför uttrycks det direkta sambandet mellan elasticitetsmodulen och de uppmätta egenskaperna hos tvärsnitten av material som deltar i styvhetstest med indikatorer som EA och E1.
EA är ett mått på materialets drag-kompressiva styvhet i dess tvärsnitt, där A är värdet på stavens tvärsnittsarea.
E1 är materialets böjstyvhet i dess tvärsnitt, där 1 är värdet på det axiella tröghetsmomentet som uppstår i tvärsnittet av materialet som testas.
Därmed är Youngs modul en universell indikator som låter dig karakterisera ett materials hållfasthetsegenskaper från flera sidor.
