Young's modulus
Laatst bijgewerkt: 05-05-2025
Definitie
Young's modulus, ook bekend als de elasticiteitsmodulus, is een materiaaleigenschap die de verhouding tussen spanning en rek binnen het elastische gebied beschrijft.
Omschrijving
Young's modulus, gesymboliseerd met E, is een maat voor de stijfheid van een materiaal en geeft aan in hoeverre een materiaal onder belasting elastisch vervormt. Een hogere elasticiteitsmodulus betekent een grotere stijfheid en kleinere vervormbaarheid. Deze relatie tussen spanning (veroorzaakt door belasting) en elastische vervorming staat bekend als de Wet van Hooke (E = σ / ε), waarbij E de elasticiteitsmodulus is, σ de spanning en ε de specifieke vervorming. De specifieke vervorming is de verhouding tussen de vervorming en de oorspronkelijke lengte. De elasticiteitsmodulus wordt meestal uitgedrukt in Pascal (Pa), Newton per vierkante millimeter (N/mm²) of Gigapascal (GPa).
Toepassing en belang in de bouw
In de bouwkunde is Young's modulus een cruciale parameter voor het ontwerpen van constructies. Het wordt gebruikt om de geschiktheid van materialen voor specifieke toepassingen te beoordelen, zoals dragende elementen. Het is ook essentieel voor het berekenen van doorbuiging, stabiliteit en trillingen van bouwcomponenten. Materialen met een hoge elasticiteitsmodulus, zoals staal (ca. 210 GPa), zijn stijver en vervormen minder onder belasting, terwijl materialen met een lagere modulus, zoals rubber (veel lager dan 1 GPa), flexibeler zijn. Beton heeft typisch een elasticiteitsmodulus tussen 20 GPa en 40 GPa, afhankelijk van de samenstelling en leeftijd. Het kennen en respecteren van de elasticiteitsmodulus is belangrijk om plastische vervorming (blijvende vervorming) of bezwijken van materialen onder belasting te voorkomen.
Invloedsfactoren bij beton
Bij beton wordt de elasticiteitsmodulus sterk beïnvloed door het soort en het gehalte toeslagmaterialen. Over het algemeen neemt de E-modulus van beton toe naarmate de sterkte en dichtheid van het beton toenemen. De Eurocode geeft rekenwaarden voor de elasticiteitsmodulus van beton per sterkteklasse, gebaseerd op kwartshoudend toeslagmateriaal. Voor andere toeslagmaterialen zoals zandsteen, kalksteen of basalt gelden correctiefactoren.
Vergelijkbare termen
Elasticiteitsmodulus
Gebruikte bronnen: