Το μέτρο διαμήκους ελαστικότητας ενός δομικού υλικού, ή το μέτρο του Young, είναι μια φυσική ποσότητα που χαρακτηρίζει την ιδιότητα των υλικών που εξασφαλίζει την αντοχή τους στις παραμορφώσεις που δρουν κατά τη διαμήκη κατεύθυνση.
Η παράμετρος χαρακτηρίζει τον βαθμό ακαμψίας ενός συγκεκριμένου υλικού.
Το όνομα της ενότητας αντιστοιχεί στο όνομα του Thomas Young, ενός διάσημου Άγγλου φυσικού και επιστήμονα που μελέτησε τις διαδικασίες συμπίεσης και τάσης για στερεά υλικά. Αυτή η φυσική ποσότητα συμβολίζεται με το λατινικό γράμμα E. Ο συντελεστής του Young μετριέται σε Pascals.
Η παράμετρος Young's modulus, ή μέτρο διαμήκους ελαστικότητας, χρησιμοποιείται σε διάφορους υπολογισμούς κατά τη δοκιμή υλικών για τον βαθμό παραμόρφωσης στην τάση-συμπίεση, καθώς και στην κάμψη.
Πρέπει να ειπωθεί ότι τα περισσότερα από τα χρησιμοποιούμενα δομικά υλικά χαρακτηρίζονται από τον δείκτη συντελεστή Young επαρκώς μεγάλων τιμών, οι οποίοι, κατά κανόνα, είναι της τάξης των 109 Pa. Επομένως, για τη διευκόλυνση των υπολογισμών και της καταγραφής, χρησιμοποιείται ένα πολλαπλό πρόθεμα "giga" (GPa).
Ακολουθούν οι τιμές συντελεστή του Young για ορισμένουςδομικά υλικά, τα οποία χρησιμοποιούνται συχνά για διάφορους πρακτικούς σκοπούς. Η ανθεκτικότητα των κτιριακών κατασκευών και άλλων αντικειμένων εξαρτάται από τις ιδιότητες αντοχής τους.
Σύμφωνα με τον παραπάνω πίνακα, ο μέγιστος συντελεστής ανήκει στον χάλυβα και ο ελάχιστος στο ξύλο.
| Όνομα υλικού |
ΔείκτηE, [GPa] |
Όνομα υλικού |
ΔείκτηE, [GPa] |
| chrome | 300 | ορείχαλκος | 95 |
| νικέλιο | 210 | duralumin | 74 |
| ατσάλι | 200 | αλουμίνιο | 70 |
| χυτοσίδηρος | 120 | ποτήρι | 70 |
| chrome | 110 | tin | 35 |
| γκρίζος χυτοσίδηρος | 110 | concrete | 20 |
| πυρίτιο | 110 | δυνατότητα | 18 |
| χάλκινο | 100 | δέντρο | 10 |
Ο γραφικός προσδιορισμός του συντελεστή του Young είναι δυνατός με τη βοήθεια ενός ειδικού διαγράμματος τάσεων, το οποίο δείχνει μια καμπύλη που προκύπτει από επαναλαμβανόμενες δοκιμές αντοχής του ίδιου υλικού.
Σε αυτή την περίπτωση, η φυσική σημασία του συντελεστή του Young είναι να βρεθεί η μαθηματική αναλογία των κανονικών τάσεων προς την αντίστοιχηδείκτες παραμόρφωσης σε ένα συγκεκριμένο τμήμα του διαγράμματος μέχρι ένα συγκεκριμένο όριο αναλογικότητας σpc.
Σε μορφή μαθηματικής έκφρασης, το μέτρο του Young μοιάζει με αυτό: E=σ/ε=tgα
Θα πρέπει επίσης να ειπωθεί ότι το μέτρο του Young είναι επίσης ένας παράγοντας αναλογικότητας στη μαθηματική περιγραφή του νόμου του Hooke, ο οποίος μοιάζει με αυτό: σ=Eε
Επομένως, η άμεση σχέση του συντελεστή ελαστικότητας με τα μετρούμενα χαρακτηριστικά των διατομών των υλικών που συμμετέχουν σε δοκιμές ακαμψίας εκφράζεται χρησιμοποιώντας δείκτες όπως EA και E1.
EA είναι ένα μέτρο η ακαμψία εφελκυσμού-θλίψης του υλικού στη διατομή του, όπου Α είναι η τιμή του εμβαδού διατομής της ράβδου.
E1 είναι η ακαμψία κάμψης του υλικού στη διατομή του, όπου 1 είναι η τιμή της αξονικής ροπής αδράνειας που εμφανίζεται στη διατομή του υλικού που δοκιμάζεται.
Έτσι, το μέτρο του Young είναι ένας γενικός δείκτης που σας επιτρέπει να χαρακτηρίσετε τις ιδιότητες αντοχής ενός υλικού από πολλές πλευρές.
