De Elasticiteitsmodulus E (of ook Youngs modulus, naar de Engelse natuurkundige, dokter en egyptoloog Thomas Young), is een materiaalkundige eigenschap van een materiaal die een maat is voor de stijfheid of starheid van een materiaal en die ten dele de rek van het materiaal onder een trekbelasting bepaalt en de compressie onder een drukkracht.
Een moeilijk te begrijpen definitie maar laten we eens naar de verschillende onderdelen gaan kijken:
Dus anders gezegd kunnen we stellen dat de elasticiteitsmodulus iets zegt over het verband tussen de uitgeoefende kracht en de rek van het materiaal.
In de vorige paragraaf hebben de wet van Hooke voorbij zien komen. Deze wet beschrijft de eerste fase van het kapot gaan van een materie onder invloed van een kracht. Deze is namelijk lineair tot een bepaalde grens. En juist deze grens is voor ons heel handig want we weten nu tot hoever we een constructie kunnen belasten voordat deze kapot gaan en dus instort.
Met de elasticiteitsmodulus kunnen we andere grenzen bepalen en aan de hand daarvan besluiten nemen over welk materiaal te gebruiken of dat we qua 'rek' binnen bepaalde marges blijven.
De elasticiteitsmodulus (E) komen we in verschillende formules tegen:
De eenheid van elasticiteitsmodulus is een kracht op een oppervlak of N/m2 of Pa. Meestal gebruikt men de grotere eenheid N/mm² = MPa, zo heeft staal een E-modulus van 210000 MPa = 210GPa.
Voorbeeld
Aan een goed ingeklemde stalen staaf met een afmeting van 10x20 mm hangtr een gewicht van 4 ton. Kan deze staaf dit gewicht dragen en hoeveel wordt deze staaf langer?
Gegevens:
stalen staaf: E = 200 GPa en een lengte van 4 meter
4 ton = 40000 N
Oppervlak staaf = 10x20 = 200 mm2
σmax = 250 MPa
De spanning als gevolg van het gewicht is en dat is onder σmax, dus de staaf kan de last hebben.
Hoeveel wordt de staaf dan langer kunnen we berekenen met
De uiteindelijke lengte van de stalen staaf met deze 4000 kilo er aan gaat dus 1 duizendste langer worden. Dus: