Böjningsmodul

I mekanik är böjningsmodulen eller böjningsmodulen en intensiv egenskap som beräknas som förhållandet mellan spänning och töjning vid böjningsdeformation, eller tendensen för ett material att motstå böjning. Den bestäms från lutningen på en spännings-deformationskurva som produceras av ett böjprov (t.ex. ASTM D790) och använder enheter av kraft per area. Böjningsmodulen som definieras med hjälp av 3-punktsböjningsprovet utgår från en linjär spännings-deformationsrespons.

Mätning av böjmodul

För ett 3-punktstest av en rektangulär balk som beter sig som ett isotropt linjärt material, där w och h är balkens bredd och höjd, I är det andra momentet av arean för balkens tvärsnitt, L är avståndet mellan de två yttre stöden, och d är nedböjningen på grund av belastningen F som appliceras i mitten av balken, är böjmodulen:

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

Från teorin om elastiska balkar

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

och för rektangulär balk

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

därav E b e n d = E {\displaystyle E_{\mathrm {bend} }=E} (Elastisk modul)

I själva verket är böj- eller böjningselasticitetsmodulen likvärdig med dragmodulen (Youngs modul) eller tryckelasticitetsmodulen. I verkligheten kan dessa värden vara olika, särskilt för polymerer som ofta är viskoelastiska (tidsberoende) material. Likvärdigheten mellan böjmodulen och Youngs modul förutsätter också likvärdiga tryck- och dragmoduler eftersom böjproverna har både drag- och tryckbelastning. Särskilt polymerer har ofta drastiskt olika tryck- och dragmoduler för samma material.