In diesem Artikel erhalten Sie einen Überblick über Elastizität und Materialtypen, lernen das Hooke'sche Gesetz kennen, erfahren mehr über Spannung und Dehnung und deren Formel sowie den Young-Modul, die Längsspannung und -dehnung und schließlich den Elastizitätsmodul.
ELASTIZITÄT
Elastizität, d. h. die Fähigkeit eines Materials, seine ursprüngliche Form und Größe wieder anzunehmen, nachdem es durch eine äußere Kraft verformt wurde.
Elastisches Material
Es handelt sich um Materialien, die nach Wegnahme der verformenden Kraft oder nach Verformung wieder ihre ursprüngliche Form und Größe annehmen.
Unelastisches Material
Es handelt sich um Materialien, die nach einer Verformung nicht in ihre ursprüngliche Form und Größe zurückkehren.
HOOKE'S GESETZ
Sie besagt, dass, sofern die elastische Einheit eines elastischen Materials nicht überschritten wird, die Ausdehnung "e" des Materials direkt proportional zur Last oder zur aufgebrachten Kraft "f" ist.
Formel: F= -KE
Zur Ermittlung der Federkonstante: K = F ÷ Längenänderung.
STRESS
Sie ist das Verhältnis der aufgebrachten Kraft "F" zur Fläche "A", auf die sie wirkt.
Spannung = Kraft ÷ Fläche
Die Einheit für die Spannung ist "Pa".
STRAIN
Es handelt sich um die relative Änderung der Abmessungen oder der Form eines Körpers infolge einer angelegten Spannung.
Dehnung = Änderung der Länge ÷ ursprüngliche Länge.
LÄNGSSPANNUNG UND -DEHNUNG
Bei Drähten, Stäben und Stangen gibt es eine Längsspannung, die eine Längenänderung pro Längeneinheit bewirkt.
ELASTISCHE GRENZE
Sie ist die maximale Belastung, der ein Körper ausgesetzt werden kann, ohne dass er sich dauerhaft verformt.
NB: Wenn die Spannung die Bruchfestigkeit übersteigt, bricht das Material.
ELASTIZITÄTSMODUL
Vorausgesetzt, die Elastizitätsgrenze wird nicht überschritten und die elastische Verformung (Dehnung) ist direkt proportional zur Größe der aufgebrachten Kraft pro Flächeneinheit.
Formel = Spannung ÷ Dehnung.
JUNGER MODULUS
Bei Materialien, deren Länge viel größer ist als die Breite oder Dicke, geht es um den Längselastizitätsmodul.
Y= Spannung ÷ Dehnung = F/A ÷ Längenänderung geteilt durch die ursprüngliche Länge.