Konstruktsioonimaterjali pikisuunalise elastsusmoodul ehk Youngi moodul on füüsikaline suurus, mis iseloomustab materjalide omadust, mis tagab nende vastupidavuse pikisuunas mõjuvatele deformatsioonidele.
Parameeter iseloomustab konkreetse materjali jäikuse astet.
Mooduli nimi vastab Thomas Youngi, kuulsa inglise füüsiku ja teadlase nimele, kes uuris tahkete materjalide kokkusurumis- ja pingeprotsesse. Seda füüsikalist suurust tähistatakse ladina tähega E. Youngi moodulit mõõdetakse pascalites.
Parameetrit Youngi moodul ehk pikisuunalise elastsusmoodul kasutatakse mitmesugustes arvutustes, kui testitakse materjalide deformatsiooniastet pinges-surve- ja paindes.
Peab ütlema, et enamikku kasutatud konstruktsioonimaterjale iseloomustab piisav alt suurte väärtustega Youngi moodulindeks, mis reeglina on suurusjärgus 109 Pa. Seetõttu kasutatakse arvutuste ja salvestamise hõlbustamiseks mitut eesliidet "giga" (GPa).
Allpool on mõnede jaoks Youngi mooduli väärtusedkonstruktsioonimaterjalid, mida sageli kasutatakse erinevatel praktilistel eesmärkidel. Ehituskonstruktsioonide ja muude objektide vastupidavus sõltub nende tugevusomadustest.
Vastav alt ül altoodud tabelile kuulub maksimaalne moodul terasele ja minimaalne puidule.
Materiaali nimi |
IndikaatorE, [GPa] |
Materiaali nimi |
IndikaatorE, [GPa] |
chrome | 300 | messing | 95 |
nikkel | 210 | duralumiinium | 74 |
teras | 200 | alumiinium | 70 |
malm | 120 | klaas | 70 |
chrome | 110 | tina | 35 |
hall malm | 110 | betoon | 20 |
räni | 110 | juht | 18 |
pronks | 100 | puu | 10 |
Graafiline Youngi mooduli määramine on võimalik spetsiaalse pingediagrammi abil, mis näitab sama materjali korduvatel tugevuskatsetel saadud kõverat.
Sellisel juhul on Youngi mooduli füüsikaline tähendus leida normaalpingete matemaatiline suhe vastavassedeformatsiooninäitajad diagrammi teatud osas kuni konkreetselt etteantud proportsionaalsuspiirini σpc.
Matemaatilise avaldise kujul näeb Youngi moodul välja selline: E=σ/ε=tgα
Samuti tuleks öelda, et Youngi moodul on ka proportsionaalsustegur Hooke'i seaduse matemaatilises kirjelduses, mis näeb välja selline: σ=Eε
Seetõttu väljendatakse elastsusmooduli otsest seost jäikustestides osalevate materjalide ristlõigete mõõdetud karakteristikutega selliste näitajate nagu EA ja E1 abil.
EA on mõõt materjali tõmbe-survejäikus selle ristlõikes, kus A on varda ristlõike pindala väärtus.
E1 on materjali paindejäikus selle ristlõikes, kus 1 on testitava materjali ristlõikes esineva teljesuunalise inertsimomendi väärtus.
Seega on Youngi moodul universaalne näitaja, mis võimaldab iseloomustada materjali tugevusomadusi mitmest küljest.