Môđun đàn hồi theo chiều dọc của vật liệu kết cấu, hay môđun Young, là một đại lượng vật lý đặc trưng cho tính chất của vật liệu đảm bảo khả năng chống lại các biến dạng tác dụng theo phương dọc.
Thông số đặc trưng cho mức độ cứng của một vật liệu cụ thể.
Tên của mô-đun tương ứng với tên của Thomas Young, một nhà vật lý và nhà khoa học nổi tiếng người Anh, người đã nghiên cứu các quá trình nén và căng của vật liệu rắn. Đại lượng vật lý này được ký hiệu bằng chữ cái Latinh E. Mô đun của Young được đo bằng Pascal.
Tham số Young môđun, hay môđun đàn hồi theo chiều dọc, được sử dụng trong các tính toán khác nhau khi kiểm tra vật liệu về mức độ biến dạng khi nén căng cũng như khi uốn.
Phải nói rằng hầu hết các vật liệu kết cấu được sử dụng đều được đặc trưng bởi chỉ số mô đun của Young có giá trị đủ lớn, theo quy luật, có thứ tự là 109Cha. Do đó, để thuận tiện cho việc tính toán và ghi chép, người ta sử dụng nhiều tiền tố "giga" (GPa).
Dưới đây là giá trị mô đun của Young cho một sốvật liệu cấu trúc, thường được sử dụng cho các mục đích thực tế khác nhau. Độ bền của các cấu trúc xây dựng và các vật thể khác phụ thuộc vào đặc tính sức bền của chúng.
Theo bảng trên, môđun tối đa thuộc về thép và tối thiểu đối với gỗ.
| Tên vật liệu |
Chỉ sốE, [GPa] |
Tên vật liệu |
Chỉ sốE, [GPa] |
| rôm | 300 | thau | 95 |
| niken | 210 | duralumin | 74 |
| thép | 200 | nhôm | 70 |
| gang | 120 | kính | 70 |
| rôm | 110 | tin | 35 |
| gang xám | 110 | bê tông | 20 |
| silicon | 110 | dẫn | 18 |
| đồng | 100 | cây | 10 |
Việc xác định môđun của Young bằng đồ họa có thể thực hiện được với sự trợ giúp của biểu đồ ứng suất đặc biệt, biểu đồ này cho thấy một đường cong thu được từ các bài kiểm tra độ bền lặp lại của cùng một vật liệu.
Trong trường hợp này, ý nghĩa vật lý của môđun Young là tìm tỷ số toán học của ứng suất pháp và ứng suất tương ứngcác chỉ số biến dạng trong một phần nhất định của sơ đồ cho đến một giới hạn tỷ lệ cho trước cụ thể σpc.
Ở dạng biểu thức toán học, môđun của Young có dạng như sau: E=σ / ε=tgα
Cũng cần nói rằng môđun Young cũng là một hệ số tỷ lệ trong mô tả toán học của định luật Hooke, có dạng như sau: σ=Eε
Do đó, mối quan hệ trực tiếp của môđun đàn hồi với các đặc tính đo được của mặt cắt ngang của vật liệu tham gia thử nghiệm độ cứng được biểu thị bằng cách sử dụng các chỉ số như EA và E1.
EA là thước đo của độ cứng kéo-nén của vật liệu trong mặt cắt ngang của nó, trong đó A là giá trị của diện tích mặt cắt ngang của thanh.
E1 là độ cứng uốn của vật liệu trong mặt cắt ngang của nó, trong đó 1 là giá trị của mômen quán tính dọc trục xuất hiện trong mặt cắt ngang của vật liệu được thử nghiệm.
Vì vậy, mô đun Young là một chỉ số phổ quát cho phép bạn mô tả các thuộc tính sức bền của vật liệu từ nhiều phía.
