Calculadora do módulo de Young

O módulo de Young, também chamado de módulo de elasticidade, mede a resistência de um material à deformação elástica por tração ou compressão. Um módulo alto indica um material rígido, cujo comprimento varia pouco sob carga, enquanto um módulo menor indica um material mais flexível. Essa propriedade é fundamental na engenharia estrutural, no projeto mecânico, na ciência dos materiais e em qualquer cálculo no qual um componente precise permanecer dentro de um limite aceitável de deformação. Na faixa elástica linear de um material, a lei de Hooke relaciona a tensão normal σ, a deformação específica normal ε e o módulo de Young E por E = σ/ε. A tensão é a força dividida pela área da seção transversal original e é expressa em pascals, sendo que um pascal equivale a um newton por metro quadrado. A deformação específica é a variação de comprimento dividida pelo comprimento original e, por isso, não tem unidade. Ao dividir pascals por uma razão adimensional, o módulo permanece em pascals. Na engenharia, os valores costumam ser apresentados em megapascals ou gigapascals, pois a maioria dos materiais estruturais é relativamente rígida. O cálculo só faz sentido quando a tensão e a deformação específica vêm do mesmo ponto do trecho proporcional de uma curva tensão-deformação. Além do limite de proporcionalidade, o escoamento, a fissuração, o comportamento viscoelástico ou outros efeitos não lineares podem invalidar essa razão simples. Um único módulo também pode não caracterizar adequadamente compósitos anisotrópicos, madeira, tecidos biológicos ou polímeros cujas propriedades dependem da temperatura. Para esses materiais, use a direção de carregamento, as condições de ensaio e a definição de módulo especificadas pela norma aplicável. Para obter dados confiáveis, calcule a tensão de engenharia dividindo a força axial aplicada pela área original e, em seguida, calcule a deformação específica de engenharia dividindo o alongamento pelo comprimento de referência original. Mantenha todas as grandezas em um sistema de unidades consistente. Se a tensão for informada em pascals, esta calculadora retorna pascals e também converte o resultado para gigapascals. Valores aproximados típicos são cerca de 200 GPa para o aço, 69 GPa para o alumínio e alguns GPa ou menos para muitos polímeros, mas a liga, o processamento, a temperatura e o método de ensaio podem alterar esses valores. Trate os valores tabelados como referências de projeto e use dados de ensaios certificados quando a segurança ou a conformidade dependerem do resultado.