क्या आपने कभी सोचा है कि विभिन्न सामग्री तनाव के अधीन इतना अलग व्यवहार क्यों करती हैं? कुछ सामग्री न्यूनतम बल के साथ स्थायी रूप से विकृत होती हैं,जबकि अन्य काफी दबाव के बाद भी अपने मूल आकार में वापस आते हैंइसका उत्तर सामग्री विज्ञान की एक मौलिक अवधारणा में निहित हैः लोचदार मॉड्यूल।

लोचदार मॉड्यूल, जिसे यंग के मॉड्यूल या लोचदार गुणांक के रूप में भी जाना जाता है, वह महत्वपूर्ण मीट्रिक है जो लोचदार विरूपण के लिए सामग्री के प्रतिरोध को मापता है।यह मापता है कि तनाव के अधीन होने पर एक सामग्री अस्थायी आकार परिवर्तनों का कितना विरोध करती है. कल्पना कीजिए कि किसी वस्तु पर बल (तनाव) लगाकर उसे विकृत (तनाव) कर दें।यह विरूपण प्रतिवर्ती है जब बल हटाया जाता है तो सामग्री अपने मूल रूप में लौटती हैहालांकि, उपज बिंदु से परे, स्थायी प्लास्टिक विरूपण होता है।

लोच मॉड्यूल प्रारंभिक अवस्था से उपज बिंदु तक तनाव और तनाव के बीच रैखिक संबंध की ढलान को परिभाषित करता है।यह लोचदार विरूपण क्षेत्र के भीतर प्रति इकाई तनाव तनाव मूल्य का प्रतिनिधित्व करता है.

सामग्री परीक्षण में आमतौर पर तनाव-तनाव वक्रों को प्लॉट करना शामिल होता है। लोचदार क्षेत्र में रैखिक भाग की ढलान के रूप में लोचदार मॉड्यूल दिखाई देता है। इसकी गणना इस सूत्र का पालन करती हैः

जहां σ तनाव (क्षेत्र इकाई प्रति बल) और ε तनाव (मूल लंबाई के सापेक्ष लंबाई परिवर्तन) का प्रतिनिधित्व करता है। चूंकि तनाव और तनाव दोनों सामान्य माप हैं,लोचदार मॉड्यूल सामग्री के आयामों से स्वतंत्र एक आंतरिक गुण हैएक विशाल इस्पात बीम और एक छोटी इस्पात पिन एक ही लोचदार मॉड्यूल साझा करते हैं, हालांकि उनकी कुल भार क्षमताएं भिन्न होती हैं।

विभिन्न सामग्रियों में स्पष्ट रूप से अलग-अलग लोचदार मॉड्यूल होते हैं। धातुओं, प्लास्टिक और कम्पोजिट जैसे भंगुर सामग्रियों में आमतौर पर अधिक खड़ी तनाव-तनाव वक्र ढलान होती है,अधिक लोचदार मॉड्यूल और खिंचाव या संपीड़न के लिए अधिक प्रतिरोध का संकेतइसके विपरीत, रबर जैसी लचीली सामग्रियों में लोचदार मॉड्यूल कम होते हैं, जिससे टूटने से पहले अधिक विकृति हो सकती है।

इलास्टोमर्स (जैसे, रबर) विशिष्ट भंगुर सामग्री से अलग व्यवहार करते हैं, वे अक्सर एक विशिष्ट उपज बिंदु की कमी रखते हैं और फ्रैक्चर तक लोचदार विरूपण को बनाए रखते हैं। इन सामग्रियों के लिए,लोचदार मॉड्यूल को आमतौर पर विशिष्ट लम्बाई दरों पर परिभाषित किया जाता है (eउदाहरण के लिए, 100%, 200% या 300% तनाव) ।

लोचदार मॉड्यूल निर्धारण तन्यता परीक्षणों तक सीमित नहीं है। परीक्षण विधियों और सामग्री विशेषताओं के आधार पर विभिन्न रूप मौजूद हैंः

• तन्यता का तन्यता मॉड्यूलःसबसे आम, तन्यता परीक्षणों के माध्यम से मापा जाता है
• संपीड़न लोच के मॉड्यूलःसंपीड़न परीक्षणों के माध्यम से निर्धारित, नाजुक सामग्री के लिए आदर्श
• लचीलापन का फ्लेक्सुरल मॉड्यूलःपतली चादरों या बीमों के लिए उपयुक्त, झुकने के परीक्षणों के माध्यम से मूल्यांकन
• शीयर मॉड्यूल ऑफ इलास्टिकिटीःकतरनी विरूपण के प्रतिरोध के माप
• तन्यता का मोडलःमोड़ बल के प्रतिरोध का आकलन करता है

गतिशील परीक्षण विधियाँ कंपन के लिए सामग्री प्रतिक्रिया का विश्लेषण करके लोच मॉड्यूल का निर्धारण भी कर सकती हैं, जो गतिशील भार व्यवहार का अध्ययन करने के लिए विशेष रूप से उपयोगी है।

यंग का मॉड्यूल:प्रारंभिक रैखिक क्षेत्र डेटा बिंदुओं के न्यूनतम वर्गों के फिट का उपयोग करने वाली क्लासिक विधि।

तालमेल मॉड्यूलःउपयोगकर्ता दो तनाव-तनाव वक्र बिंदुओं का चयन करता है, कनेक्टिंग लाइन की ढलान की गणना करता है।

सिकेंट मॉड्यूलःशून्य बिंदु और उपयोगकर्ता द्वारा निर्दिष्ट तनाव का उपयोग करके बड़े तनावों पर औसत लोचदार प्रतिक्रिया को मापता है।

खंड मॉड्यूलःसटीक अंतराल आकलन के लिए उपयोगकर्ता द्वारा परिभाषित तनाव सीमा के न्यूनतम वर्गों की स्थापना।

स्पर्श मॉड्यूलःवक्र पर एक विशिष्ट बिंदु पर ढलान की गणना करता है, गैर-रैखिक व्यवहार विश्लेषण के लिए आदर्श।

ई-मॉड्यूलस:स्वचालित रैखिक प्रतिगमन, मानकीकृत माप के लिए गैर-रैखिक क्षेत्रों को छोड़कर।

हाइस्टेरिसिस मॉड्यूलःभार चक्रों के दौरान ऊर्जा अपव्यय का आकलन करता है, जो थकान के आकलन के लिए महत्वपूर्ण है।

उचित गणना पद्धति का चयन सटीक सामग्री मूल्यांकन, उत्पाद डिजाइन अनुकूलन और गुणवत्ता आश्वासन के लिए आवश्यक है।चाहे नई सामग्रियों का विकास हो या मौजूदा उत्पादों का सत्यापन, लोचदार मॉड्यूल की गहरी समझ आज के मांग वाले बाजारों में प्रतिस्पर्धात्मक बढ़त प्रदान करती है।