مدول یانگ (به انگلیسی: Young's modulus) یا مدول الاستیسیته به نسبت تنش به کرنش مواد جامد خطی در پایین‌تر از استحکام تسلیم گفته می‌شود که در این حالت قانون هوک صادق بوده و مدول الاستیک ثابت است. مدول یانگ سنگ همانند مقاومت با توجه به نرخ بار وارده می‌تواند از نوع استاتیکی یا دینامیکی باشد. مدول الاستیسیته دینامیکی بیشتر از استاتیکی است ولی هرچه سنگ مقاومت بیشتری داشته باشد این دو مقدار به هم نزدیکترند. مدول الاستیسیته دینامیکی به سرعت انتشار امواج و در نتیجه به نوع سنگ، بافت، چگالی، روزنه‌داری، میزان تنش وارده و مقدار آب و غیره بستگی دارد. مدول یانگ به عواملی چون دما، سرعت بارگذاری فرکانس، نوع تست و ... نیز وابسته می‌باشد.

Rubber ماده ای با مدول یانگ بسیار پایین

محتویات

یکاها

مدول یانگ عبارتست از نسبت تنش به کرنش. از آنجا که تنش از جنس فشار است و کرنش کمیتی بی‌بعد می‌باشد، مدول یانگ نیز از جنس فشار بوده و واحد آن در سیستم SI پاسکال می‌باشد.

محاسبه

مدول الاستیسیته (E) یا همان مدول یانگ برابر است با نسبت تنش بر کرنش ایجاد شده به واسطه ی تنش وارده بر جسم در حالتی که جسم در ناحیه الاستیک قرار گرفته باشد. واحد مدول الاستیسیته در SI پاسکال (همواحد با تنش) می باشد.

مدول یانگ را به پیروی از توماس یانگ، دانشمند قرن نوزدهم میلادی بریتانیایی نام نهادند.

که در آن:

E مدول یانگ است (مدول الاستیسیته) F نیروی وارد بر یک شیء تحت تنش است. A0 ناحیه واقعی مقطعی که از طریق آن نیروی اعمال شده است. ΔL مقدار متوسط طول تغییرات شی است. L0 طول اولیه جسم است.

تقریب مدول یانگ برای مواد مختلف

مدول یانگ می تواند تا حدودی در نوع نمونه و روش آزمون متفاوت باشد. نرخ تغییر شکل بیشترین تاثیر را در داده های جمع آوری، به ویژه در پلیمرها دارد. ارزش در اینجا تقریبی و فقط به معنای مقایسه نسبی هستند.


Approximate Young's modulus for various materials
Material GPa Mpsi
کائوچو (small strain) 0.01–0.1 1.45–۱۴.۵×۱۰
Low density polyethylene 0.11–0.86 1.6-۶.۵×۱۰
دیاتوم frustules (largely silicic acid) 0.35–2.77 0.05–0.4
پلی تترافلوئورواتیلن (Teflon) 0.5 0.075
HDPE 0.8 0.116
Bacteriophage capsids 1–3 0.15–0.435
پلی‌پروپیلن 1.5–2 0.22–0.29
پلی‌اتیلن ترفتالات (PET) 2–2.7 0.29–0.39
نایلون 2–4 0.29–0.58
پلی‌استایرن, solid 3–3.5 0.44–0.51
پلی‌استایرن, foam 0.0025-0.007 0.00036-0.00102
ام‌دی‌اف (صنعت چوب) (MDF) 4 0.58
wood (along grain) 11 1.60
Human Cortical استخوان 14 2.03
Glass-reinforced polyester matrix 17.2 2.49
Aromatic peptide nanotubes 19–27 2.76-3.92
High-strength concrete 30 4.35
فیبر کربن پلیمری تقویت شده (50/50 fibre/matrix, biaxial fabric) 30–50 4.35 – 7.25
Hemp fiber 35 5.08
منیزیم فلز (Mg) 45 6.53
شیشه (see chart) 50–90 7.25 – 13.1
کتان fiber 58 8.41
آلومینیم 69 10
Mother-of-pearl (nacre, largely calcium carbonate) 70 10.2
آرامید 70.5–112.4 10.2 – 16.3
مینای دندان (largely calcium phosphate) 83 12
گزنه دو پایه fiber 87 12.6
مفرغ 96–120 13.9 – 17.4
برنج (آلیاژ) 100–125 14.5 – 18.1
تیتانیم (Ti) 110.3 16
آلیاژهای تیتانیومs 105–120 15 – 17.5
مس (Cu) 117 17
فیبر کربن پلیمری تقویت شده (70/30 fibre/matrix, unidirectional, along grain) 181 26.3
سیلیسیم Single crystal, different directions 130–185 18.9 – 26.8
گل‌نرده 190–210 27.6 – 30.5
فولاد (ASTM-A36) 200 29
polycrystalline Yttrium iron garnet (YIG) 193 28
single-crystal Yttrium iron garnet (YIG) 200 29
Cobalt-chrome (CoCr) 220-258 29
Aromatic peptide nanospheres 230–275 33.4 – 40
بریلیم (Be) 287 41.6
مولیبدن (Mo) 329 - 330 47.7 – 47.9
تنگستن (W) 400 – 410 58 – 59
سیلیسیم کاربید (SiC) 450 65
کاربید تنگستن (WC) 450 – 650 65 – 94
اسمیم (Os) 525 - 562 76.1 – 81.5
نانولوله کربنی 1,000 + 150 +
گرافین 1,050 152
الماس (C) 1050 - 1210 152 - 175
Carbyne (C) 32100 ۴٬۶۶۰

رابطه‌های تبدیل مدول‌ها به یکدیگر
خواص کشسانی مواد کشسان خطی همگن و همسانگرد را می‌توان با داشتن دو مدول دلخواه به طور کامل و منحصر به فردی تعیین کرد. بنابراین با در دست داشتن دو مدول و با استفاده از فرمول‌های زیر می‌توان سایر مدول‌ها را محاسبه کرد.
توضیحات


There are two valid solutions.
The plus sign leads to .
The minus sign leads to .

Cannot be used when