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• Schritte
• Tipps

Der Elastizitätsmodul, auch Elastizitätsmodul genannt, bezieht sich auf die Fähigkeit eines Materials, Dehnungs-, Druck- und Expansionskräften zu widerstehen, die durch äußere Ursachen ausgeübt werden. Es definiert das Ausmaß der Verformung, die das Material unter diesen Kräften erleidet, während die Erinnerung an seine ursprüngliche Form erhalten bleibt. Wenn sie nicht mehr existieren, kehrt das Material auf diese Weise in seine ursprüngliche Form zurück. Diese Kapazität eines Materials läuft im Wesentlichen auf die Spannungsfließgrenze hinaus. Wenn äußere Kräfte das Material über diesen Punkt hinaus verformen, wird es dauerhaft verformt und kehrt beim Zurückziehen der Kräfte nicht in seine ursprüngliche Form zurück. Wenn äußere Kräfte Sie über die durch den maximalen Festigkeitspunkt des Materials getragene Spannung hinausführen, führt dies zu einem Bruch. Lesen Sie die folgenden Tipps, um zu erfahren, wie Sie den Elastizitätsmodul berechnen.

Schritte

Methode 1 von 3: Verstehen Sie den Unterschied zwischen Spannung und Verschleiß

1. 

   
   
   Beachten Sie, dass die Materialspannung durch axiale Dehnungskräfte verursacht wird. Wenn Sie beispielsweise ein Karamellbonbon in Längsrichtung ziehen, wird es aufgrund der ausgeübten Belastung gedehnt.

2. 

   Verstehen Sie, dass die Verformung des Materials durch die Scherkraft senkrecht zu seiner Achse verursacht wird. Wenn Sie beispielsweise die Mitte einer Saite auf den Tennisschläger drücken, wird diese aufgrund der angewendeten Scherung gebogen.

Methode 2 von 3: Bestimmen Sie die für die Gleichungen benötigten Daten

1. 

   
   
   Messen Sie die proportionale Volumenänderung (auch als Quellung bezeichnet) des Materials. Wenden Sie eine bekannte Kraft in Spannungs- und Scherrichtung auf das Material an.Messen Sie die Dilatation (), die im Material nur unter Anwendung von Spannung auftritt, und messen Sie dann die Dilatation (), die im Material nur unter Anwendung von Scherung auftritt.

Methode 3 von 3: Berechnen Sie

1. 

   
   
   Berechnen Sie das Bruttomodul. Dieser Wert drückt die Festigkeit des Materials aus, wenn die äußere Kraft in axialer Richtung ausgeübt wird und Spannung erzeugt. Der auf das Material ausgeübte Außendruck (Kraft multipliziert mit der Fläche, auf die die Kraft ausgeübt wird, ausgedrückt in) entspricht der Ausdehnung (ohne Maßeinheit) multipliziert mit dem Bruttomodul (ausgedrückt in). Ebenso wird das Bruttomodul durch geteilt.

2. 

   Bestimmen Sie den Schubmodul. Dieser Wert drückt die Festigkeit des Materials aus, wenn eine äußere Kraft in senkrechter Richtung ausgeübt wird, was zu einer Verformung führt. Der auf das Material ausgeübte Außendruck (Kraft multipliziert mit der Fläche, auf die die Kraft ausgeübt wird, ausgedrückt in) entspricht der Ausdehnung (ohne Maßeinheit) multipliziert mit dem Schermodul (ausgedrückt in). Ebenso wird bestimmt, dass das Bruttomodul durch geteilt wird.

3. 

   Bestimmen Sie den Elastizitätsmodul. Das Spannen eines Materials führt zu einer proportionalen Verformung und umgekehrt. Das Young-Modul beschreibt die Beziehung zwischen Spannung und Verformung. Dies ist eine lineare Beziehung, die mit der Streckgrenze verbunden ist. Der Elastizitätsmodul ist gleich der Spannung geteilt durch die erlittene Verformung.

Tipps

• Vermeiden Sie es, das Maß so weit zu übertreiben, dass das Material die Streckgrenze überschreitet, wenn Sie äußere Kräfte auf das Material ausüben, um die Änderung des proportionalen Volumens zu messen. Die resultierende bleibende Verformung macht in diesem Fall die erhaltenen Daten ungültig.
• Eine externe Sinuskraft zur Messung der Änderung des proportionalen Volumens liefert genauere Streckspannungswerte als bei Anwendung einer homogenen externen Kraft.