Young ‘ s modulus, numerieke constante, genoemd naar de 18e-eeuwse Engelse arts en natuurkundige Thomas Young, die de elastische eigenschappen beschrijft van een vaste stof die spanning of compressie ondergaat in slechts één richting, zoals in het geval van een metalen staaf die na in de lengte uitgerekt of gecomprimeerd te zijn terugkeert naar zijn oorspronkelijke lengte. Young ‘ s modulus is een maat voor het vermogen van een materiaal om veranderingen in de lengte te weerstaan wanneer onder de lengte spanning of compressie. Ook wel de modulus van elasticiteit genoemd, is de modulus van Young gelijk aan de longitudinale spanning gedeeld door de stam. Spanning en spanning kunnen als volgt worden beschreven in het geval van een metalen staaf onder spanning.

als een metalen staaf met dwarsdoorsnede A wordt getrokken door een kracht F aan elk uiteinde, strekt de staaf zich uit van zijn oorspronkelijke lengte L0 tot een nieuwe Lengte Ln. (Tegelijkertijd neemt de doorsnede af.) De spanning is het quotiënt van de trekkracht gedeeld door het oppervlak van de dwarsdoorsnede, of F / A. De stam of relatieve vervorming is de verandering in lengte, Ln-L0, gedeeld door de oorspronkelijke lengte, of (Ln − L0)/L0. (Stam is dimensieloos. De modulus van Young kan dus wiskundig worden uitgedrukt als

Young ‘ s modulus = stress/strain = (FL0)/a(Ln − L0).

Dit is een specifieke vorm van Hooke ‘ s wet van elasticiteit. De eenheden van Young ‘ s modulus in het Engelse systeem zijn pond per vierkante inch( psi), en in het metrische systeem Newton per vierkante meter (N/m2). De waarde van Young ‘ s modulus voor aluminium is ongeveer 1.0 × 107 psi, of 7.0 × 1010 N / m2. De waarde voor staal is ongeveer drie keer groter, wat betekent dat er drie keer zoveel kracht nodig is om een stalen staaf dezelfde hoeveelheid uit te rekken als een soortgelijke aluminium staaf.

Young ‘ s modulus is alleen zinvol in het bereik waarin de spanning evenredig is met de spanning, en het materiaal keert terug naar zijn oorspronkelijke afmetingen wanneer de externe kracht wordt verwijderd. Naarmate de spanningen toenemen, kan het materiaal stromen, permanente vervorming ondergaan of uiteindelijk breken.

wanneer een metalen staaf onder spanning lang is, is de breedte iets kleiner. Deze zijdelingse krimp vormt een dwarse stam die gelijk is aan de verandering in de breedte gedeeld door de oorspronkelijke breedte. De verhouding van de transverse stam tot de longitudinale stam wordt poisson ‘ s ratio genoemd. De gemiddelde waarde van de verhouding van Poisson voor staal is 0,28, en voor aluminiumlegeringen, 0,33. Het volume van materialen die poissons verhoudingen minder dan 0,50 hebben, neemt toe onder longitudinale spanning en neemt af onder longitudinale compressie.