Youngs Modulus

Wanneer corrosie als gevolg van oxidatie in een zure omgeving plaatsvindt op een metaaloppervlak, heeft het metaal de neiging zijn stijfheid te verliezen en neemt zijn Young’s modulus of elasticiteitsmodulus af, waardoor het vatbaarder wordt voor hogere faalkansen, omdat er een wanverhouding is tussen de toepassing van spanning en rek op het oppervlak van het materiaal.

De elasticiteitsmodulus is een materiaaleigenschap die de stijfheid van een materiaal beschrijft en is daarom een van de belangrijkste eigenschappen van vaste materialen. Het is de verhouding tussen spanning en rek wanneer de vervorming volledig elastisch is. Spanning is gedefinieerd als kracht per oppervlakte-eenheid en rek is gedefinieerd als rek of krimp per lengte-eenheid. Deze modulus kan worden beschouwd als de weerstand van een materiaal tegen elastische vervorming. Een stijver materiaal heeft een hogere elasticiteitsmodulus. Voor de meeste typische metalen ligt de grootte van deze modulus tussen 45 gigapascal voor magnesium en 407 gigapascal voor wolfraam.

Er zijn drie soorten moduli:

  • Elastische Modulus (Young’s Modulus): De verhouding van longitudinale spanning tot rek
  • Shear Modulus: De verhouding van de tangentiale kracht per oppervlakte-eenheid tot de hoekvervorming van het lichaam
  • Bulk Modulus: De verhouding van de spanning tot de fractionele afname van het volume van het lichaam

De spanning-rek kromme wordt gebruikt om de elasticiteitsmodulus en de afschuivingsmodulus te meten. De parameters die worden gebruikt om de spanning-rek kromme van een materiaal te beschrijven zijn treksterkte (ultieme sterkte), vloeigrens (of vloeipunt), procentuele rek en vermindering van oppervlakte. Van een materiaal met een hogere elasticiteitsmodulus wordt gezegd dat het stijver is dan een materiaal met een lagere elasticiteitsmodulus. De elasticiteitsmodulus heeft dezelfde dimensie als de spanning, omdat hij het resultaat is van de deling van de spanning door de rek.

De waarden van de elasticiteitsmodulus voor keramische materialen zijn ongeveer gelijk aan die voor metalen; voor polymeren zijn ze lager. Deze verschillen zijn een direct gevolg van de verschillende soorten atoombinding in de drie materiaalsoorten. Bovendien neemt de elasticiteitsmodulus af naarmate de temperatuur toeneemt.

Plaats een reactie