Che cos'è il modulo di Young?

Il modulo di Young, noto anche come modulo di elasticità o modulo elastico, definisce la rigidità di un materiale quando viene applicata una forza. È il rapporto tra la sollecitazione (forza per unità di superficie) e la deformazione (la variazione relativa della lunghezza) e indica quanto un materiale si allunga o si comprime entro il suo limite elastico.

Più alto è il modulo di Young, più rigido è il materiale. Ad esempio, i metalli come l'acciaio hanno un modulo elevato e resistono alla deformazione, mentre gli elastomeri e alcune materie plastiche hanno un modulo basso e sono più flessibili.

Questa proprietà fondamentale è essenziale per la progettazione e la garanzia di qualità dei materiali in settori come quello aerospaziale, automobilistico, medico e dell'imballaggio. Viene misurata con sistemi di prova a trazione o compressione, in conformità ai metodi di prova ampiamente adottati, tra cui:

  • ISO 527-1 / ISO 527-2 - Plastica: Determinazione delle proprietà di trazione

  • ASTM D638 - Metodo di prova standard per le proprietà di trazione delle materie plastiche

Formula del modulo di elasticità

Il modulo di Young (E) si calcola dalla porzione lineare di una curva sforzo-deformazione utilizzando questa formula:

Formula: Young's Modulus (Modulus of elasticity)

Dove:

  • E è il modulo elastico (Pa o N/m²)

  • σ è la sollecitazione = forza ÷ area della sezione trasversale

  • ε è la deformazione = estensione ÷ lunghezza originale

Questo calcolo è più importante nella regione di deformazione elastica (reversibile) del materiale. La pendenza della curva lineare sforzo-deformazione in questa regione rappresenta il modulo di Young, una misura diretta di quanto il materiale si allunga sotto carico.

Valori tipici del modulo di Young:

  • Acciaio: ~200 GPa

  • Alluminio: ~70 GPa

  • PET (polimero): ~2-3 GPa

  • Gomma: ~0,01-0,1 GPa

I tester di trazione e compressione Mecmesin, abbinati al software VectorPro, generano automaticamente curve sforzo-deformazione e calcolano i valori del modulo con precisione e ripetibilità, ideali per gli ambienti di ricerca e sviluppo e di controllo qualità.

A comparison of the relative Young's modulus values for various materials calculated from the initial slope of the curve

Domande frequenti sui test del modulo di Young

Qual è la differenza tra modulo di Young e resistenza alla trazione?

Il modulo di Young misura la rigidità, ossia quanto un materiale si deforma sotto sforzo. La resistenza alla trazione misura la sollecitazione massima che un materiale può sopportare prima di cedere (snervamento o rottura).

I sistemi di prova Mecmesin possono calcolare automaticamente il modulo elastico?

Sì. I nostri sistemi, abbinati a Vector, sono in grado di calcolare automaticamente il modulo elastico. I nostri sistemi, abbinati al software VectorPro, calcolano il modulo di elasticità dalla regione lineare della curva sforzo-deformazione e generano rapporti conformi.

Quali materiali possono essere testati per il modulo con le apparecchiature Mecmesin?

Metalli, polimeri, gomme, film, schiume e compositi: qualsiasi materiale che subisca una deformazione elastica può essere testato con le apparecchiature Mecmesin.

Quali sono gli standard supportati per le prove di modulo?

Gli standard più comuni supportati sono ISO 527, ASTM D638 e molti altri. I sistemi di prova Mecmesin sono compatibili con un'ampia gamma di metodi internazionali.

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Standards

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