{{navi|Streckgrenze|Stahl}}== Elastizität und Elastizitätsmodul ==[[Bild:Schlauch.jpg|thumb|right|600px|Ein leicht dehnbarer Gummischlauch hat einen kleinen Elastizitätsmodul.]][[Bild:Spannungsdehnungsdiagramm.gif|right]]'''Elastizität''' ist die Eigenschaft fester Stoffe, nach einer Verformung (z.B. Verlängerung während einer Belastung auf Zug) wieder in ihren ursprünglichen Zustand überzugehen. Der '''Elastizitätsmodul''' (kurz: E-Modul, ''E'') beschreibt die Elastizität von Werkstoffen [[quantitativ]] ("Hookesches Gesetz"). Hierbei gilt: {{mark|Je elastischer der Stoff, desto kleiner der E-Modul.}} === Experimentelle Bestimmung des Elastizitätsmoduls ===Der Elastizitätsmodul kann über den [[Zugversuch]] [[experiment]]ell bestimmt werden: Im elastischen Bereich (siehe [[Spannungs-Dehnungs-Diagramm]] (1, [[Hookesche Gerade]]) wird das Verhältnis der [[Zugspannung]] ''σ<sub>Z</sub>'' (= Zugkraft ''F<sub>Z</sub>'' pro Querschnittfläche ''S'') zur [[Dehnung|Längsdehnung ''ε'']] ermittelt, dieses Verhältnis ist der E-Modul in N/mm<sup>2</sup> bzw. bzw. Megapascal (MPa):{{Bruch|ist==|ZL=|BL=''E''|NL=|ZR=''[[Zugspannung|σ<sub>Z</sub>]]''{{*}}100% ''F<sub>Z</sub>''{{*}}''L<sub>0</sub>''|BR=<b>─────── = ─────</b>|NR= ''[[Dehnung|ε]]'' ''S''{{*}}''ΔL''}} == Berechnungsbeispiele ===== Experimentelle Bestimmung des Elastizitätsmoduls ===''Im Zugversuch kann der E-Modul experimentell bestimmunt werden, z. B.:''Ein Probestab aus Stahl mit einer Ausgangslänge ''L<sub>0</sub>'' von 200 mm und einer Querschnittsfläche ''S'' von 78,5 mm² wird mit einer Kraft ''F<sub>Z</sub>'' von 10.000 N auf Zug belastet. Hierbei stellt sich eine Verlängerung von 0,12 mm ein. ''E'' = 10.000 N{{*}}200 mm / 78,5 mm²{{*}}0,12 mm {{Ergebnis|E|212.314 N/mm<sup>2</sup>}}=== Berechnung der elastischen Verlängerung eines Zugstabes ===''Über den E-Modul kann die elastische Verlängerung eines Bauteils berechnet werden, z. B.:'' Ein Flachstahl 4 x 30 mit der Länge 2 m wird mit 18 kN auf Zug belastet. Berechne die elastische Verlängerung.{{Bruch|ist==|ZL=|BL=''ΔL''|NL=|ZR=''F<sub>Z</sub>''{{*}}''L<sub>0</sub>'' 18.000 N''{{*}}''2.000 mm{{*}}mm² |BR=<b>───── </b>=<b> ──────────────────</b> = 1,4 mm|NR=''S''{{*}}''E'' 120 mm²{{*}}210.000 N }} == Elastizitätsmoduln == {| {{Tabelle}} class = "sortable"|- ! Material || ''E'' in N/mm²|-| Beton || 30.000 |-| [[Gusseisen]] || 100.000|-| [[Stahl]] || 210.000|}
Das Elastizitätsmodul (kurz: E-Modul) beschreibt die Elastizität von Werkstoffen qantitativ und kann über den [[Zugversuch]] experimentell bestimmt werden: Im elastischen Bereich wird das Verhältnis der Zugspannung (=Kraft pro Querschnittsfläche) zur Längsdehnung (= Längendehnung / Gesamtlänge) ermittelt, dieses Verhältnis ist das E-Modul in N/mm<sup>2</sup> bzw. Pascal.
{{www}}
* [http://www.tf.uni-kiel.de/matwis/amat/mw1_ge/kap_7/illustr/t7_1_2.html Uni Kiel: Elastizitätsmodul in Zahlen]
* [http://www.physik.uni-mainz.de/lehramt/lehramt/Vortraege/Anleitung/DSchw_StEx.pdf Experimentelle Bestimmung des E-Moduls]. Umfassende Darstellung der physikalischen Grundlagen und variantenreiche experimentelle Bestimmung des E-Moduls von David Schwarzenberg (PDF, 226 S.). Die vergleichsweise einfache Bestimmung mittels Zugversuch ist hier ab S. 60 beschrieben.
[[Kategorie:Werkstofftechnik]][[Kategorie:Lerngebiet 12.7: Werkstoffe auswählen und prüfen]][[Kategorie:Stoffeigenschaft]]