Ce este modulul de elasticitate?

Modulul de elasticitate, cunoscut și sub denumirea de modul de elasticitate sau modul de Young, este o măsură a modului în care un material sau o structură se va deforma și se va tensiona atunci când este pus sub stres. Materialele se deformează diferit atunci când sunt aplicate sarcini și solicitări, iar relația dintre stres și deformare variază de obicei. Capacitatea materiei de a rezista sau de a transmite stres este importantă, iar această proprietate este adesea folosită pentru a determina dacă un anumit material este potrivit pentru un anumit scop.

Această proprietate este adesea determinată într-un laborator, folosind o tehnică experimentală cunoscută sub denumirea de încercare la tracțiune, care este de obicei efectuată pe un eșantion de material cu o formă și dimensiuni specifice. Există o varietate de dispozitive de testare disponibile care aplică sarcini și solicitări foarte precise probei și măsoară și înregistrează cu precizie orice deformare rezultată în material. Modulul de elasticitate este cunoscut pentru o mare varietate de materiale structurale, inclusiv metale, lemn, sticlă, cauciuc, ceramică, beton și materiale plastice.

Modulul de elasticitate descrie relația dintre solicitarea aplicată unui material și deformarea corespunzătoare acestuia. Tensiunea este definită ca o forță aplicată pe o unitate de suprafață, cu unități tipice de lire pe inch pătrat (psi) sau Newtoni pe metru pătrat – cunoscut și sub denumirea de pascali (Pa). Deformarea este o măsură a cantității pe care un material o deformează atunci când este aplicată o tensiune și este calculată prin măsurarea cantității de deformare atunci când este sub tensiune, în comparație cu dimensiunile originale ale materiei. Modulul de elasticitate se bazează pe Legea elasticității lui Hooke și poate fi calculat prin împărțirea tensiunii la deformare.

Pentru multe materiale aflate la niveluri scăzute de stres și sub tensiune, stresul și deformarea sunt proporționale, ceea ce înseamnă că cresc și scad într-un mod constant, unul față de celălalt. Deformarea unui material care apare atunci când solicitarea și deformarea se comportă proporțional este cunoscută ca deformare elastică sau deformare elastică. Modulul de elasticitate descrie relația dintre stres și deformare în aceste condiții.

Elasticitatea este capacitatea unui material de a reveni la starea sau dimensiunile inițiale după ce o sarcină sau stresul este îndepărtat. Tensiunea elastică este reversibilă, ceea ce înseamnă că întinderea va dispărea după ce solicitarea este îndepărtată și materialul va reveni la starea inițială. Materialele care sunt expuse la niveluri intense de solicitare se pot deforma până la punctul în care solicitarea și deformarea nu se mai comportă proporțional, iar materialul nu va reveni la dimensiunile sale originale. Aceasta se numește deformare plastică sau deformare plastică.