El módulo de elasticidad longitudinal de un material estructural, o módulo de Young, es una magnitud física que caracteriza la propiedad de los materiales que asegura su resistencia a las deformaciones que actúan en el sentido longitudinal.
El parámetro caracteriza el grado de rigidez de un material en particular.
El nombre del módulo corresponde al nombre de Thomas Young, un famoso físico y científico inglés que estudió los procesos de compresión y tensión de materiales sólidos. Esta cantidad física se denota con la letra latina E. El módulo de Young se mide en Pascales.
El parámetro módulo de Young, o módulo de elasticidad longitudinal, se utiliza en varios cálculos cuando se prueban materiales para el grado de deformación en tensión-compresión, así como en flexión.
Hay que decir que la mayoría de los materiales estructurales utilizados se caracterizan por tener un índice de módulo de Young de valores suficientemente grandes que, por regla general, son del orden de 109 Pensilvania. Por lo tanto, para facilitar los cálculos y el registro, se utiliza un prefijo múltiple "giga" (GPa).
A continuación se muestran los valores del módulo de Young para algunosmateriales estructurales, que a menudo se utilizan para diversos fines prácticos. La durabilidad de las estructuras de los edificios y otros objetos depende de sus propiedades de resistencia.
Según la tabla anterior, el módulo máximo corresponde al acero y el mínimo a la madera.
| Nombre del material |
IndicadorE, [GPa] |
Nombre del material |
IndicadorE, [GPa] |
| cromo | 300 | latón | 95 |
| níquel | 210 | duraluminio | 74 |
| acero | 200 | aluminio | 70 |
| hierro fundido | 120 | vidrio | 70 |
| cromo | 110 | lata | 35 |
| hierro fundido gris | 110 | hormigón | 20 |
| silicio | 110 | líder | 18 |
| bronce | 100 | árbol | 10 |
La determinación gráfica del módulo de Young es posible con la ayuda de un diagrama de tensión especial, que muestra una curva obtenida de pruebas de resistencia repetidas del mismo material.
En este caso, el significado físico del módulo de Young es encontrar la relación matemática entre las tensiones normales y la correspondienteindicadores de deformación en una determinada sección del diagrama hasta un límite de proporcionalidad específicamente dado σpc.
En forma de expresión matemática, el módulo de Young se ve así: E=σ/ε=tgα
También se debe decir que el módulo de Young también es un factor de proporcionalidad en la descripción matemática de la ley de Hooke, que se ve así: σ=Eε
Por lo tanto, la relación directa del módulo de elasticidad con las características medidas de las secciones transversales de los materiales que participan en los ensayos de rigidez se expresa utilizando indicadores como EA y E1.
EA es una medida de la rigidez a la tracción-compresión del material en su sección transversal, donde A es el valor del área de la sección transversal de la varilla.
E1 es la rigidez a la flexión del material en su sección transversal, donde 1 es el valor del momento de inercia axial que se produce en la sección transversal del material ensayado.
Por lo tanto, el módulo de Young es un indicador universal que le permite caracterizar las propiedades de resistencia de un material desde varios lados.
