Calculadora del módulo de Young

El módulo de Young, también llamado módulo elástico, mide la resistencia de un material a la deformación elástica por tracción o compresión. Un módulo alto corresponde a un material rígido cuya longitud cambia poco bajo carga, mientras que un módulo menor indica un material más flexible. Esta propiedad es fundamental en ingeniería estructural, diseño mecánico, ciencia de materiales y cualquier cálculo en el que un componente deba mantenerse dentro de un límite de deformación aceptable. Dentro del intervalo elástico lineal de un material, la ley de Hooke relaciona la tensión normal σ, la deformación unitaria normal ε y el módulo de Young E mediante E = σ/ε. La tensión es la fuerza dividida entre el área transversal original y se expresa en pascales, donde un pascal equivale a un newton por metro cuadrado. La deformación unitaria es el cambio de longitud dividido entre la longitud original, por lo que no tiene unidad. Dividir pascales entre una razón adimensional deja el módulo expresado en pascales. En ingeniería se suele expresar en megapascales o gigapascales, ya que la mayoría de los materiales estructurales son relativamente rígidos. El cálculo solo tiene sentido si la tensión y la deformación unitaria proceden del mismo punto del tramo proporcional de una curva tensión-deformación. Más allá del límite de proporcionalidad, la fluencia, la fisuración, el comportamiento viscoelástico u otros efectos no lineales pueden invalidar esta razón simple. Un único módulo tampoco siempre caracteriza adecuadamente los compuestos anisótropos, la madera, los tejidos biológicos o los polímeros cuyas propiedades dependen de la temperatura. Para esos materiales, utiliza la dirección de carga, las condiciones de ensayo y la definición del módulo que indique la norma correspondiente. Para obtener datos fiables, calcula la tensión ingenieril dividiendo la fuerza axial aplicada entre el área original; después, calcula la deformación unitaria ingenieril dividiendo el alargamiento entre la longitud de referencia original. Mantén todas las magnitudes en un sistema de unidades coherente. Si introduces la tensión en pascales, esta calculadora devuelve pascales y también convierte el resultado a gigapascales. Como valores aproximados habituales, el acero tiene unos 200 GPa, el aluminio 69 GPa y muchos polímeros unos pocos GPa o menos, aunque la aleación, el procesamiento, la temperatura y el método de ensayo pueden modificar esos valores. Considera los datos tabulados como referencias de diseño y utiliza datos de ensayos certificados cuando la seguridad o el cumplimiento normativo dependan del resultado.