Elastizitätsmodul

Der E-Modul - auch Elastizitätsmodul oder Elastizitätsmodul genannt - gibt an, wie steif ein Material ist, wenn eine Kraft einwirkt. Er ist das Verhältnis von Spannung (Kraft pro Flächeneinheit) zu Dehnung (relative Längenänderung) und gibt an, wie stark sich ein Material innerhalb seiner Elastizitätsgrenze dehnen oder stauchen lässt.

Je höher der Elastizitätsmodul ist, desto steifer ist das Material. Metalle wie Stahl haben beispielsweise einen hohen Modul und widerstehen Verformungen, während Elastomere und einige Kunststoffe einen niedrigen Modul haben und flexibler sind.

Diese grundlegende Eigenschaft ist für das Design und die Qualitätssicherung von Materialien in Branchen wie der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie, der Medizintechnik und der Verpackungsindustrie unerlässlich. Er wird mit Zug- oder Druckprüfsystemen in Übereinstimmung mit weithin anerkannten Prüfmethoden gemessen, darunter:

• ISO 527-1 / ISO 527-2 - Kunststoffe: Bestimmung der Zähigkeitseigenschaften

• ASTM D638 - Standardprüfverfahren für die Zugfestigkeit von Kunststoffen

Der Elastizitätsmodul (E) wird aus dem linearen Teil einer Spannungs-Dehnungs-Kurve mit dieser Formel berechnet:

Wobei:

• E ist der Elastizitätsmodul (Pa oder N/m²)

• σ ist die Spannung = Kraft ÷ Querschnittsfläche

• ε ist die Dehnung = Ausdehnung ÷ ursprüngliche Länge

Diese Berechnung ist vor allem im Bereich der elastischen (reversiblen) Verformung des Materials relevant. Die Steigung der linearen Spannungs-Dehnungs-Kurve in diesem Bereich stellt den Elastizitätsmodul dar - ein direktes Maß dafür, wie sehr sich das Material unter Belastung dehnt.

Typische Werte des Elastizitätsmoduls:

• Stahl: ~200 GPa

• Aluminium: ~70 GPa

• PET (Polymer): ~2-3 GPa

• Gummi: ~0,01-0,1 GPa

Mecmesins Zug- und Drucktester, gekoppelt mit der VectorPro-Software, erzeugen automatisch Spannungs-Dehnungskurven und berechnen Modulwerte mit Genauigkeit und Wiederholbarkeit - ideal für F&E- und Qualitätskontroll-Umgebungen.