Der Elastizitätsmodul, auch bekannt als Elastizitätsmodul oder Young-Modul, ist ein Maß dafür, wie sich ein Material oder eine Struktur verformt und verformt, wenn es einer Belastung ausgesetzt wird. Materialien verformen sich unterschiedlich, wenn Lasten und Spannungen aufgebracht werden, und die Beziehung zwischen Spannung und Dehnung variiert normalerweise. Die Fähigkeit der Materie, Belastungen zu widerstehen oder diese zu übertragen, ist wichtig, und diese Eigenschaft wird oft verwendet, um zu bestimmen, ob ein bestimmtes Material für einen bestimmten Zweck geeignet ist.
Diese Eigenschaft wird oft in einem Labor mit einer experimentellen Technik bestimmt, die als Zugprüfung bekannt ist und normalerweise an einer Materialprobe mit einer bestimmten Form und Größe durchgeführt wird. Es gibt eine Vielzahl von Testgeräten, die sehr präzise Lasten und Spannungen auf die Probe ausüben und die resultierenden Dehnungen im Material genau messen und aufzeichnen. Der Elastizitätsmodul ist für eine Vielzahl von Konstruktionsmaterialien bekannt, darunter Metalle, Holz, Glas, Gummi, Keramik, Beton und Kunststoffe.
Der Elastizitätsmodul beschreibt das Verhältnis zwischen der auf ein Material aufgebrachten Spannung und der entsprechenden Dehnung. Spannung ist definiert als eine Kraft, die über eine Flächeneinheit ausgeübt wird, mit typischen Einheiten von Pfund pro Quadratzoll (psi) oder Newton pro Quadratmeter – auch bekannt als Pascal (Pa). Die Dehnung ist ein Maß für den Betrag, den sich ein Material unter Belastung verformt, und wird berechnet, indem der Verformungsbetrag unter Belastung im Vergleich zu den ursprünglichen Abmessungen der Materie gemessen wird. Der Elastizitätsmodul basiert auf dem Hookeschen Elastizitätsgesetz und kann berechnet werden, indem die Spannung durch die Dehnung geteilt wird.
Bei vielen Materialien mit geringer Spannung und unter Spannung sind Spannung und Dehnung proportional, d. h. sie nehmen relativ zueinander konstant zu und ab. Die Verformung eines Materials, die auftritt, wenn sich Spannung und Dehnung proportional verhalten, wird als elastische Verformung oder elastische Dehnung bezeichnet. Der Elastizitätsmodul beschreibt das Verhältnis zwischen Spannung und Dehnung unter diesen Bedingungen.
Elastizität ist die Fähigkeit eines Materials, in seinen ursprünglichen Zustand oder seine ursprünglichen Abmessungen zurückzukehren, nachdem eine Last oder Spannung entfernt wurde. Die elastische Dehnung ist reversibel, d. h. die Dehnung verschwindet, nachdem die Spannung entfernt wurde und das Material kehrt in seinen ursprünglichen Zustand zurück. Materialien, die starken Belastungen ausgesetzt sind, können sich so weit verformen, dass sich Belastung und Dehnung nicht mehr proportional verhalten und das Material nicht mehr seine ursprünglichen Abmessungen wiedererlangt. Dies wird als plastische Verformung oder plastische Dehnung bezeichnet.