Modulo di flessione

In meccanica, il modulo di flessione o modulo di flessione è una proprietà intensiva che viene calcolata come il rapporto tra sforzo e deformazione nella deformazione flessionale, o la tendenza di un materiale a resistere alla flessione. È determinato dalla pendenza di una curva sforzo-deformazione prodotta da un test di flessione (come l’ASTM D790), e usa unità di forza per area. Il modulo di flessione definito usando la prova di flessione su 3 punti presuppone una risposta lineare sforzo-deformazione.

Misura del modulo di flessione

Per una prova a 3 punti di una trave rettangolare che si comporta come un materiale lineare isotropo, dove w e h sono la larghezza e l’altezza della trave, I è il secondo momento dell’area della sezione della trave, L è la distanza tra i due supporti esterni, e d è la deflessione dovuta al carico F applicato al centro della trave, il modulo di flessione

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

Dalla teoria delle travi elastiche

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

e per trave rettangolare

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

quindi E b e n d = E {displaystyle E_{mathrm {bend} }=E} (Modulo elastico)

Idealmente, il modulo elastico di flessione o di piegamento è equivalente al modulo di trazione (modulo di Young) o al modulo elastico di compressione. In realtà, questi valori possono essere diversi, specialmente per i polimeri che sono spesso materiali viscoelastici (dipendenti dal tempo). L’equivalenza del modulo di flessione con il modulo di Young presuppone anche moduli di compressione e trazione equivalenti, dato che i provini di flessione hanno una deformazione sia a trazione che a compressione. I polimeri in particolare hanno spesso moduli di compressione e trazione drasticamente diversi per lo stesso materiale.