Moduł sprężystości wzdłużnej materiału konstrukcyjnego, inaczej moduł Younga, jest wielkością fizyczną charakteryzującą właściwość materiałów zapewniającą ich odporność na odkształcenia działające w kierunku wzdłużnym.
Parametr charakteryzuje stopień sztywności danego materiału.
Nazwa modułu odpowiada nazwisku Thomasa Younga, słynnego angielskiego fizyka i naukowca, który badał procesy ściskania i rozciągania materiałów stałych. Ta wielkość fizyczna jest oznaczona łacińską literą E. Moduł Younga jest mierzony w paskalach.
Parametr Moduł Younga lub moduł sprężystości wzdłużnej jest używany w różnych obliczeniach podczas badania materiałów pod kątem stopnia odkształcenia przy rozciąganiu-ściskaniu, jak również przy zginaniu.
Należy powiedzieć, że większość stosowanych materiałów konstrukcyjnych charakteryzuje się odpowiednio dużymi wartościami wskaźnika modułu Younga, który z reguły jest rzędu 109 Rocznie. Dlatego dla wygody obliczeń i nagrywania używany jest wielokrotny przedrostek „giga” (GPa).
Poniżej znajdują się wartości modułu Younga dla niektórychmateriały konstrukcyjne, które są często wykorzystywane do różnych celów praktycznych. Trwałość konstrukcji budowlanych i innych obiektów zależy od ich właściwości wytrzymałościowych.
Zgodnie z powyższą tabelą, maksymalny moduł należy do stali, a minimalny do drewna.
| Nazwa materiału |
WskaźnikE, [GPa] |
Nazwa materiału |
WskaźnikE, [GPa] |
| chrom | 300 | mosiądz | 95 |
| nikiel | 210 | duraluminium | 74 |
| stal | 200 | aluminium | 70 |
| żeliwo | 120 | szkło | 70 |
| chrom | 110 | tin | 35 |
| żeliwo szare | 110 | beton | 20 |
| krzem | 110 | prowadzenie | 18 |
| brąz | 100 | drzewo | 10 |
Graficzne określenie modułu Younga jest możliwe za pomocą specjalnego wykresu naprężeń, który przedstawia krzywą uzyskaną z powtarzanych testów wytrzymałościowych tego samego materiału.
W tym przypadku fizyczne znaczenie modułu Younga polega na znalezieniu matematycznego stosunku normalnych naprężeń do odpowiednichwskaźniki odkształcenia w określonej części wykresu do określonej granicy proporcjonalności σpc.
W postaci wyrażenia matematycznego moduł Younga wygląda następująco: E=σ/ε=tgα
Należy również powiedzieć, że moduł Younga jest również współczynnikiem proporcjonalności w matematycznym opisie prawa Hooke'a, który wygląda tak: σ=Eε
Dlatego bezpośredni związek modułu sprężystości z mierzonymi charakterystykami przekrojów materiałów biorących udział w badaniach sztywności jest wyrażany za pomocą wskaźników takich jak EA i E1.
EA jest miarą sztywność na rozciąganie i ściskanie materiału w przekroju, gdzie A jest wartością pola przekroju pręta.
E1 to sztywność zginania materiału w przekroju, gdzie 1 jest wartością osiowego momentu bezwładności występującego w przekroju badanego materiału.
Tak więc moduł Younga jest uniwersalnym wskaźnikiem, który pozwala scharakteryzować właściwości wytrzymałościowe materiału z kilku stron.
