Youngův modul a jeho základní fyzikální význam

Modul podélné elasticity konstrukční materiál, nebo modul Young, je fyzikální veličina, která charakterizuje vlastnost materiálů, která zajišťuje jejich odolnost vůči deformacím působícím v podélném směru.

Parametr charakterizuje stupeň tuhosti určitého materiálu.

Název modulu odpovídá jménu Thomas Young, známého anglického fyzika a vědce, který studoval procesy komprese a protahování pevných materiálů. Tato fyzická veličina Latinský dopis E. Modul Young v pascalu se měří.

Youngův modulový parametr nebo modul pružnosti podélné pružnosti se používá pro různé výpočty při zkouškách materiálů pro stupeň deformace v tahu a také při ohýbání.

Je třeba poznamenat, že většina použitých konstrukčních materiálů je charakterizována Youngovým modulem dostatečně velkých hodnot, které jsou zpravidla řádově 10^9. Pa. Pro usnadnění výpočtů a nahrávání je tedy použita více předpona "giga" (GPa).

Níže jsou uvedeny vlastnosti Youngova modulu pro některé konstrukční materiály, které se často používají pro různé praktické účely. Na jejich pevnostních vlastnostech závisí trvanlivost stavebních konstrukcí a jiných objektů.

Podle výše uvedené tabulky patří maximální index modulu k oceli a minimální hodnota pro strom.

Grafická definice Youngova modulu je možná pomocí speciálního stresového diagramu, který ukazuje křivku získanou opakovaným testováním stejného materiálu na pevnost.

V tomto případě je fyzickým významem Youngova modulu nalezení matematického vztahu normálních namáhání k odpovídajícím deformačním indexům v určité části diagramu k určitému nastavenému limitu proporcionality sigma-_ks

Ve tvaru matematického výrazu je Youngův modul následující: E = sigma- / epsilon- = tgα

Rovněž je třeba říci, že Youngův modul je v matematickém popisu také koeficient proporcionality Hookův zákon, který vypadá takto: sigma- = Eε

Proto je přímý vztah mezi modulem podélného pružnosti a naměřenými průřezovými charakteristikami materiálů použitých při zkouškách tuhosti vyjádřen pomocí ukazatelů jako jsou EA a E1.
EA je index tuhosti při protahování-stlačení materiálu v jeho průřezu, kde A je hodnota průřezu tyče.

E1 je index tuhosti při ohýbání materiálu v jeho průřezu, kde 1 je hodnota axiální moment setrvačnosti, která se vyskytuje v průřezu testovaného materiálu.

Mladý modul je tedy univerzálním indikátorem, který umožňuje charakterizovat pevnostní vlastnosti materiálu z několika stran.