El mòdul d'elasticitat longitudinal d'un material estructural, o mòdul de Young, és una magnitud física que caracteritza la propietat dels materials que garanteix la seva resistència a les deformacions que actuen en direcció longitudinal.
El paràmetre caracteritza el grau de rigidesa d'un material concret.
El nom del mòdul correspon al nom de Thomas Young, un famós físic i científic anglès que va estudiar els processos de compressió i tensió dels materials sòlids. Aquesta magnitud física es denota amb la lletra llatina E. El mòdul de Young es mesura en Pascals.
El paràmetre mòdul d'Young, o mòdul d'elasticitat longitudinal, s'utilitza en diversos càlculs a l'hora de provar materials pel grau de deformació en tensió-compressió, així com en flexió.
Cal dir que la majoria dels materials estructurals utilitzats es caracteritzen per un índex de mòdul de Young de valors prou grans, que, per regla general, són de l'ordre de 109 Pa. Per tant, per a la comoditat dels càlculs i l'enregistrament, s'utilitza un prefix múltiple "giga" (GPa).
A continuació es mostren els valors del mòdul de Young per a algunsmaterials estructurals, que sovint s'utilitzen per a diferents finalitats pràctiques. La durabilitat de les estructures d'edificis i altres objectes depèn de les seves propietats de resistència.
Segons la taula anterior, el mòdul màxim pertany a l'acer i el mínim a la fusta.
| Nom del material |
IndicadorE, [GPa] |
Nom del material |
IndicadorE, [GPa] |
| chrome | 300 | llautó | 95 |
| níquel | 210 | duralumin | 74 |
| acer | 200 | alumini | 70 |
| ferro colat | 120 | vidre | 70 |
| chrome | 110 | llauna | 35 |
| ferro colat gris | 110 | concret | 20 |
| silici | 110 | lead | 18 |
| bronze | 100 | arbre | 10 |
La determinació gràfica del mòdul de Young és possible amb l'ajuda d'un diagrama especial de tensions, que mostra una corba obtinguda a partir de proves repetides de resistència del mateix material.
En aquest cas, el significat físic del mòdul de Young és trobar la relació matemàtica de les tensions normals amb la corresponentindicadors de deformació en una determinada secció del diagrama fins a un límit de proporcionalitat específicament donat σpc.
En forma d'expressió matemàtica, el mòdul de Young té aquest aspecte: E=σ/ε=tgα
També s'ha de dir que el mòdul de Young també és un factor de proporcionalitat en la descripció matemàtica de la llei de Hooke, que té aquest aspecte: σ=Eε
Per tant, la relació directa del mòdul d'elasticitat amb les característiques mesurades de les seccions transversals dels materials que participen en assajos de rigidesa s'expressa mitjançant indicadors com EA i E1.
EA és una mesura de la rigidesa a la tracció-compressió del material en la seva secció transversal, on A és el valor de l'àrea de la secció transversal de la vareta.
E1 és la rigidesa a la flexió del material en la seva secció transversal, on 1 és el valor del moment d'inèrcia axial que es produeix a la secció transversal del material que s'està provant.
Així, el mòdul de Young és un indicador universal que permet caracteritzar les propietats de resistència d'un material des de diverses cares.
