El módulo de Young, o el módulo de elasticidad, es la medida de la rigidez de un material. Es una propiedad mecánica medida en presión de la relación del esfuerzo (fuerza por unidad de área) y deformación (deformación proporcional resultante) de un material. Muchos materiales con un alto módulo de Young se doblarán bajo tensión, pero pueden volver a su forma original cuando se elimina la fuerza porque el módulo de Young es una medida de elasticidad lineal. No confunda la resistencia de un material al módulo de Young. El plomo tiene un módulo de elasticidad muy bajo. Requiere poca tensión para causar deformación permanente y no volverá a su forma original. Una banda de goma también tiene un bajo módulo de elasticidad, se deforma significativamente bajo carga pero vuelve a su forma original. El módulo de Young es simplemente un medio para describir con números nuestra percepción de la relación estrés / tensión.
¿Es cierto que un material con un módulo de Young más alto es más elástico que un material con un módulo de Young más bajo? Si es así, ¿por qué?
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Depende de la definición de ‘Elastic’ . Si por elástico quieres decir más elástico, entonces ‘NO’. El mejor ejemplo es una banda de goma. Para una carga pequeña, puede estirarla mucho, pero si aumenta la carga, se rasgará. Por otro lado, para un cable de acero de las mismas dimensiones si aplica la misma carga, apenas verá ninguna diferencia. Se requerirá una gran cantidad de fuerza para producir cualquier cambio significativo en la dimensión, pero no verá el mismo grado de estiramiento que en el caso de una banda elástica. Por lo tanto, una banda de goma es más elástica que un alambre de acero según la teoría anterior.
Pero en ingeniería, la elasticidad (Módulo de Young) significa cuán rígido es un material (es decir, cuánto puede resistir la deformación plástica). Cuanto mayor sea el valor del módulo de los jóvenes, se requiere más fuerza para deformarlo. Por lo tanto, un material con un módulo de cría más alto es más elástico que un material con un módulo de cría más bajo. (es decir, el acero es más elástico que el caucho).
FYI
Módulo de acero de Young: 210 GPa
Módulo de goma de Young: 0.1 GPa
No estoy seguro de que “más elástico” esté bien definido en ingeniería. Puede significar que el material puede estirarse a un mayor porcentaje de su longitud inicial antes de que comience a deformarse plásticamente (es decir, deformarse permanentemente). Esto no está directamente relacionado con el módulo del material.
Un material de módulo de elasticidad más alto es más rígido que un material de módulo más bajo. Hubiera dicho que el módulo más bajo era más elástico desde el punto de vista de que es más fácil de estirar. Pero, como dije, no estoy seguro de que “más elástico” esté bien definido.
El módulo de Young, o el módulo de elascticidad, es simplemente la pendiente de una curva de tensión-deformación para un material en la región de deformación elástica.
Un módulo de Young más alto significa que un material requiere una mayor tensión para estirar un material a la misma distancia que un material con un módulo de Young más bajo.
“Más elástico”, sea lo que sea exactamente, no está relacionado con la carga . Mayor módulo está relacionado con una mayor rigidez.
- Una banda elástica con un módulo de Young aparentemente bajo parecería tener considerablemente más elasticidad (estirada más elásticamente) que una pieza de acero de resorte con un módulo de elasticidad considerablemente más alto.
Entonces parece que la premisa de la pregunta no es cierta.
NO, no es del todo cierto que los materiales más altos (más rígidos) sean más “elásticos” que los materiales de menor rigidez, en el contexto de “elásticos”, es decir, cuánta deformación elástica (es decir, RECUPERABLE) puede manejar.
Eso significa que el estrés es módulo x tensión, y realmente solo te importa la cantidad de tensión que tienes, el estrés aumenta con un módulo más alto para la misma tensión.
Los materiales más “elásticos” que hemos visto son materiales de tipo “hermanamiento”, NiTi, etc.
Tenga en cuenta que una banda elástica NO es elástica en los términos que quiere decir, si se estira demasiado … si estira permanentemente algo de la carga, ¡entonces parte de esa carga NO reaccionó elásticamente!
mira este enlace
Aleación con memoria de forma – Wikipedia
Más elástico significa un mayor% de deformación antes de la falla (ruptura)
El alto módulo elástico significa que exige una fuerza mayor para lograr una cierta deformación.
Una banda de goma de 1 mm de diámetro podría requerir una fuerza de 10 Newton para estirarse al 50%, por ejemplo.
Un cable de acero de 1 mm de diámetro necesitaría 1000 Newton para estirar 1%
Sin embargo, el caucho falla a 100 Newton.
El acero fallaría a 10000N.
(Estos son números inexactos, solo una estimación rápida).
Oye
El módulo elástico es la característica principal del material. Como usted preguntó
Si observa la curva de esfuerzo-deformación, el material con E alta puede tener una región más elástica en comparación con una con E más baja.
si pregunta si es más elástico, sí, porque la zona elástica se extiende si E es alta.
Espero haber despejado.
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