Calculadora do módulo de Young

O módulo de Young de elasticidade, frequentemente escrito E, é a inclinação da porção linear da curva uniaxial de tensão-deformação de um material. No modelo hookeano mais simples, o módulo é a tensão normal sigma dividida pela deformação normal de engenharia epsilon, de modo que uma única razão transforma um par carga-alongamento medido em um número de rigidez que engenheiros comparam entre aços, alumínios, polímeros e madeiras. Esta calculadora do módulo de Young aceita quaisquer dois entre tensão, deformação e módulo, resolve a variável faltante, rejeita deformação nula que tornaria a razão indefinida e devolve o módulo em escala de pascal e de gigapascal mais a tensão em megapascal para consulta de tabelas.

Como o módulo de Young é definido e reorganizado

Parta da definição de engenharia da rigidez axial média no intervalo elástico linear: o módulo de Young E é a tensão normal sigma dividida pela deformação normal de engenharia epsilon. Tensão é força sobre a área da seção transversal original; deformação é a variação de comprimento sobre o comprimento original, de modo que a deformação é adimensional e E carrega as mesmas unidades da tensão.

Quando a tensão está em pascals, E está em pascals; dividir por um bilhão produz gigapascals, a escala usada em quase todo manual de propriedades de materiais. As três reorganizações algébricas são igualmente úteis na prática: E é tensão sobre deformação quando um ensaio de tração já produziu ambas as coordenadas; tensão é E vezes deformação quando você conhece o módulo e o alongamento de projeto; deformação é tensão sobre E quando você conhece a tensão de serviço e o grau do material.

Esta ferramenta exige, portanto, exatamente dois dos três campos e preenche o ausente, em vez de forçar cada chamador a um único caminho direto. Deformação igual a zero é rejeitada porque dividir por zero é indefinido e porque um alongamento nulo não define um módulo finito a partir de um único ponto de carga. Módulo de Young igual a zero é rejeitado ao resolver deformação pela mesma razão de divisão.

Quem trabalha em unidades imperiais converte antes ou depois da chamada: a fórmula é coerente em unidades, enquanto os auxiliares rotulados GPa e MPa assumem tensão SI em pascals.

Onde calculadoras do módulo de Young aparecem no trabalho real

Cursos introdutórios de resistência dos materiais e ciência dos materiais atribuem constantemente problemas de lei de Hooke que se reduzem a E igual a tensão sobre deformação antes de qualquer fator de segurança ou fórmula de deflexão. Laboratórios de ensaio de tração convertem carga da máquina e leitura do extensômetro em pontos de tensão e deformação, depois estimam a inclinação elástica; um oráculo confiável que também resolve para trás a deformação esperada sob uma tensão de serviço dada acelera tanto o caderno de laboratório quanto o autoavaliador.

Projeto de máquinas e dimensionamento estrutural escolhem um grau de material pelo módulo de classe GPa quando limites de deflexão dominam os de resistência, depois recuperam deformação ou tensão admissível com a mesma relação. Fluxos de qualidade e inspeção conferem resultados de corpo de prova com faixas publicadas de E para aços, ligas de alumínio e polímeros sem abrir uma planilha a cada vez.

Se mais adiante você precisar de módulo de cisalhamento, módulo volumétrico, coeficiente de Poisson, tensão mecânica só a partir de força e área, ou modelos constitutivos plásticos não lineares, trate-os como intenções de busca e páginas de destino separadas em vez de sobrecarregar esta página do módulo de Young de elasticidade.