E-Modul

Der E-Modul oder Elastizitätsmodul (Formelzeichen E, Einheit N/m²) beschreibt bei Festkörpern den Zusammenhang zwischen mechanischer Spannung und Dehnung.

Achtung! Auf keinen Fall ist das E-Modul mit der Zugfestigkeit zu verwechseln.

Definition

Der E-Modul ist definiert als die mechanische Spannung, die nötig ist, um einen Probekörper, auf das doppelte seiner ursprünglichen Länge zu dehnen. Dies ist natürlich ein theoretischer Ansatz, denn kaum ein Werkstoff lässt diese Dehnung zu, ohne zu brechen. Der E-Modul wird deshalb aus der Steigung des linearen Teils der Spannungs-Dehnungs-Kennlinie ermittelt. Man kann den E-Modul als eine materialspezifische Federkonstante ansehen.

Er hat lokal streng genommen die Form eines Tensors (von der Raumrichtung abhängige Größe), wird aber allgemein als einfache Kenngröße für annähernd isotrope Materialien angegeben. Bei vielen im Modellbau üblichen Werkstoffen ist diese Vereinfachung nicht zulässig. Die Belastungsrichtung (längs oder quer zur Faser) muss bei Werkstoffen wie Holz oder Faserverbundwerkstoffen berücksichtigt werden.

Werte

Unten einige E-Module von im Modellbau häufig verwendeten Werkstoffen (aus wikipedia). Für genauere Daten konsultiere man die Hersteller der Faser oder den unten angegebenen Link zu C.Barons Holmberechnungs-Spreadsheet:

Werkstoff	E-Modul [10⁹ N/m²]
Stahl	210
Rostfreier Stahl	190
Aluminium	70
Holz längs zur Faser	7...20
Holz quer zur Faser	0.23..1.3
Glasfaser (längs)	55...87
CFK längs zur Faser	150
CFK quer zur Faser	13

Weiterführende Info

Elastizitätsmodul bei Wikipedia
Exceltabelle zur Holmberechnung von C. Baron mit Werkstoffdaten