Modulus van elasticiteit
Laatst bijgewerkt: 05-05-2025
Definitie
De modulus van elasticiteit, ook bekend als de Young's modulus of E-modulus, is een materiaaleigenschap die de verhouding weergeeft tussen spanning en rek binnen het elastische gebied van een materiaal.
Omschrijving
De elasticiteitsmodulus is een maat voor de stijfheid van een materiaal. Een hogere elasticiteitsmodulus betekent dat een materiaal stijver is en minder vervormt onder belasting. Deze eigenschap is cruciaal bij het ontwerpen en berekenen van constructies om te voorspellen hoe materialen, zoals staal, beton en hout, zullen reageren op belastingen en om doorbuiging te minimaliseren. De relatie tussen spanning en rek in het elastische gebied wordt beschreven door de Wet van Hooke. De elasticiteitsmodulus geldt specifiek voor elastische vervorming, waarbij het materiaal na het wegnemen van de belasting terugkeert naar zijn oorspronkelijke vorm. De eenheid van de elasticiteitsmodulus is kracht per oppervlakte-eenheid, meestal uitgedrukt in N/mm², MPa of GPa.
Toepassing in de bouw
In de bouwkunde wordt de elasticiteitsmodulus gebruikt bij de analyse en het ontwerp van constructies om de vervorming van materialen onder belasting te berekenen. Materialen met een hoge E-modulus, zoals staal (ongeveer 210 GPa), worden gebruikt in dragende constructies waar minimale doorbuiging vereist is. Beton heeft een variabele E-modulus, afhankelijk van de samenstelling en sterkteklasse, globaal rond de 30 GPa. Hout is stijver in de richting van de vezels dan loodrecht daarop en de E-modulus varieert per houtsoort en sterkteklasse. Kennis van de elasticiteitsmodulus is essentieel voor het waarborgen van de structurele integriteit en veiligheid van gebouwen en andere constructies.
Bepaling van de elasticiteitsmodulus
De elasticiteitsmodulus kan worden bepaald door middel van materiaalproeven, zoals een trekproef. Hierbij wordt een proefstuk belast en worden de spanning en de resulterende elastische rek gemeten. Binnen het elastische gebied is er een lineair verband tussen spanning en rek, waarvan de helling de elasticiteitsmodulus weergeeft.
Gebruikte bronnen: