Der Steifigkeitsmodul oder Schermodul wird verwendet, um zu bestimmen, wie elastisch oder biegsam Materialien sind, wenn sie geschert werden, die von gegenüberliegenden Seiten parallel geschoben werden. Diese Eigenschaft wird zum nützlichen Teil vieler Berechnungen und wird als Elastizitätskoeffizient beim Scheren bezeichnet. Sie kann durch einen Scherdehnungstest gemessen werden, der durchgeführt wird, indem ein Stab aus einem gegebenen Material in eine Klemme gelegt und eine Kraft in einem gemessenen Abstand von der Klemme nur auf eine Seite des Stabs ausgeübt wird.
Es gibt drei beliebte Anwendungen für die Schermodulformel. Der Young-Modul für Saiten und der Bulk-Modul für Gase benötigen beide den Schermodul, um vorherzusagen, wie sich Wellen in Gasen bilden. Der Scherdehnungsversuch wird auch verwendet, wenn bereits bekannt ist, wie viel Kraft zum Biegen eines Materials benötigt wird.
Materialwissenschaftler und angewandte Physiker nutzen dieses Konzept in besonderer Weise. Das Verständnis des Steifigkeitsmoduls hilft unter vielen Umständen bei der Auswahl des richtigen Materials für die Konstruktion. Je kleiner die Kraft ist, desto leichter biegt sich das Material. Sie wird für die meisten Materialien berechnet und öffentlich aufgezeichnet. Ein Stab aus Gold lässt sich leichter biegen als beispielsweise ein gleich dicker aus Stahl, und der Schubmodul zeigt dies bei den meisten Vergleichen deutlich.
Auf winzigen Ebenen bezieht sich der Steifigkeitsmodul darauf, dass Atome übereinander gleiten. Dies hilft zu erklären, warum Temperatur und Druck es ebenfalls beeinflussen. Je kälter ein Gegenstand ist und je mehr Druck auf ihn ausgeübt wird, desto steifer oder steifer wird er. Bei hohen Temperaturen und niedrigen Drücken beginnen die meisten Materialien zu schmelzen und lassen sich leichter biegen.
Die Vorhersage dieser Eigenschaft kann sehr schwierig sein. Die Durchführung eines Scherdehnungstests kann ein Maß für verfügbare Materialien liefern. Es wird schwierig, neue Materialien zu entdecken, die unter bestimmten Bedingungen, beispielsweise auf dem Meeresgrund, eine bessere Leistung zeigen. In einigen Fällen wurden die Materialien nie hergestellt und Wissenschaftler verwenden Mathematik, um den Schermodul vorherzusagen.
Durch diese Eigenschaft lassen sich gängige Erfahrungen mit Materialien erklären. Die meisten Leute wissen, dass Diamanten sehr hart sind – sie haben einen Steifigkeitsmodul, der zehnmal höher ist als der von Stahl. Gummibänder wickeln und verdrehen sich mühelos, und ihre Maße sind sehr klein. Dünne Metalldosen lassen sich leicht biegen, dicke Kunststoffe jedoch nicht, denn obwohl Metalle steifer sind, sind die Dicken nicht gleich.