Módulo de flexión

En mecánica, el módulo de flexión o el módulo de flexión es una propiedad intensiva que se calcula como la relación entre la tensión y la deformación en la deformación por flexión, o la tendencia de un material a resistir la flexión. Se determina a partir de la pendiente de una curva tensión-deformación producida por un ensayo de flexión (como el ASTM D790), y utiliza unidades de fuerza por área. El módulo de flexión definido mediante el ensayo de flexión en 3 puntos asume una respuesta lineal de tensión-deformación.

Medición del módulo de flexión

Para un ensayo de 3 puntos de una viga rectangular que se comporta como un material lineal isotrópico, donde w y h son la anchura y la altura de la viga, I es el segundo momento del área de la sección transversal de la viga, L es la distancia entre los dos apoyos exteriores, y d es la deflexión debida a la carga F aplicada en el centro de la viga, el módulo de flexión:

E b e n d = L 3 F 4 w h 3 d {\displaystyle E_{mathrm {bend} }={frac {L^{3}F}{4wh^{3}}}

De la teoría de la viga elástica

d = L 3 F 48 I E {{displaystyle d={\frac {L^{3}F}{48IE}}

y para la viga rectangular

I = 1 12 w h 3 {{displaystyle I={\frac {1}{12}}wh^{3}}

por lo que E b e n d = E {{displaystyle E_{mathrm {bend}} }=E} (Módulo de elasticidad)

En realidad, el módulo de elasticidad de flexión o de doblado es equivalente al módulo de tracción (módulo de Young) o al módulo de elasticidad de compresión. En realidad, estos valores pueden ser diferentes, especialmente en el caso de los polímeros, que suelen ser materiales viscoelásticos (dependientes del tiempo). La equivalencia del módulo de flexión con el módulo de Young también supone que los módulos de compresión y de tracción son equivalentes, ya que las probetas de flexión tienen tanto tensión de tracción como de compresión. Los polímeros, en particular, suelen tener módulos de compresión y de tracción drásticamente diferentes para el mismo material.