Elastizitätsmodul (E-Modul)
Der Elastizitätsmodul (auch E-Modul genannt) beschreibt die Steifigkeit eines Werkstoffs. Er gibt an, wie stark sich ein Material elastisch verformt, wenn es belastet wird, das heißt, wie sehr es sich dehnt oder staucht, solange es nach der Entlastung wieder in seine ursprüngliche Form zurückkehrt.
Der E-Modul wird im Zugversuch aus dem linearen Bereich der Spannungs-Dehnungs-Kurve ermittelt. Ein hoher E-Modul bedeutet, dass sich ein Werkstoff nur wenig verformt und sehr steif ist, während ein niedriger E-Modul auf eine hohe Elastizität hinweist.
Dieser Kennwert ist besonders wichtig für die Konstruktion und Auslegung von Bauteilen, da er ihr Verformungsverhalten unter Last bestimmt. So hilft der Elastizitätsmodul dabei, Durchbiegungen zu begrenzen, die Funktionstüchtigkeit sicherzustellen und die Betriebssicherheit von Bauteilen zu gewährleisten.
Wir bestimmen im Steinbeis-Transferzentrum den Elastizitätsmodul als Dienstleistung.
Mittels Ultraschall kann das Elastizitätsmodul (E-Modul) eines realen Bauteils zerstörungsfrei bestimmt werden. Dies beruht auf der Messung der Schallgeschwindigkeit im Material. Da sich Schallwellen in steifen Materialien schneller ausbreiten als in weichen, lässt sich der E-Modul direkt aus der Schallgeschwindigkeit und der Materialdichte berechnen.
Messprinzip und mathematischer Hintergrund
Zur Berechnung des dynamischen E-Moduls werden zwei charakteristische Schallgeschwindigkeiten gemessen.
– Geschwindigkeit der Longitudinalwelle
– Geschwindigkeit der Transversalwelle
Aus diesen Geschwindigkeiten und der Dichte des Materials wird der Elastizitätsmodul berechnet. Des Weiteren kann man mit diesen Geschwindigkeiten (ohne die Dichte) auch die Querkontraktionszahl (Poissonzahl) ermitteln. Das Verfahren hat den Vorteil, dass die Werte zerstörungsfrei und am realen Bauteil bestimmt werden. Zudem erspart man sich die Anfertigung von Zugproben.
Kontakt aufnehmen
Interessiert an unserer Dienstleistung?
Nehmen Sie jetzt Kontakt mit uns auf – per E-Mail, Telefon oder Mobil.
Wir beantworten Ihre Anfrage schnell und persönlich.
Steinbeis-Transferzentrum an der Dualen Hochschule Karlsruhe
Mitglied in Deutschlands Spitzencluster microTEC