Come calcolare il modulo elastico

Il modulo di elasticità è una delle proprietà più importanti di un materiale solido e descrive la sua rigidità. La deformazione meccanica inserisce l'energia in un materiale, che viene immagazzinata elasticamente o dissipata plasticamente. Il modo in cui un materiale immagazzina questa energia è riassunta nelle curve sforzo-deformazione. Lo stress è definito come forza per unità di area e tensione e come allungamento o contrazione per unità di lunghezza. Quando un materiale si deforma elasticamente, la quantità di deformazione dipende dalla dimensione del materiale; la tensione per un determinato stress è sempre la stessa e i due sono correlati dalla legge di Hooke. Ecco dunque come calcolare il modulo elastico.

l metodi usati per misurare il modulo di elasticità sono i seguenti: la tensione (o
compressione), il test di flessione e il test di vibrazione a frequenza naturale. La tensione e il test di flessione sono basati sul principio della legge di Hook e sono chiamati metodi statici. La frequenza di vibrazione fornisce un modulo dinamico di elasticità.
Il metodo statico si basa sul tirare o piegare un campione del materiale in uno strumento che
misura la forza e misura i cambiamenti della lunghezza. Il cambiamento della lunghezza è di solito molto piccolo (decimi - centesimi di millimetro) ed è impossibile misurarlo secondo le normali regole. Per misurare il modulo di elasticità, vengono utilizzati dispositivi speciali ovvero gli estensimetri che possono essere meccanici o elettrici.

Per calcolare il modulo di elasticità, l'oggetto viene montato in una macchina specifica per eseguire le prove di trazione, con cui si applicano forze misurabili.
Come estensimetro verrà utilizzato uno meccanico. L'estensimetro meccanico ha due punti di contatto: un punto è fermo e uno mobile. La distanza tra i punti si chiama lunghezza, in cui è presente un dispositivo che misura la spaziatura; questo dispositivo è un quadrante con un piccolo movimento rettilineo. Il cambio della lunghezza è considerato come differenza tra la lettura del misuratore nello stato di caricamento e la lettura del manometro in stato di scarico.

Per misurare la deformazione con un estensimetro a resistenza elettrica, è necessario collegare quest'ultimo ad una presa elettrica. Il circuito una volta attivato, sarà in grado di misurare le piccole variazioni di resistenza corrispondenti alla deformazione. Generalmente come circuito è impiegato il ponte di Wheatstone, in quanto è anche adatto per la compensazione della temperatura.