vetojäykkyyden

Vetojäykkyys on materiaalin vastustuskyky venymälle kuormituksessa. Se kuvaa, kuinka paljon muodonmuutosta materiaali sietää, kun siihen kohdistetaan suuntautuvaa vetoa. Usein vetojäykkyys määritellään lineaarisella alueella, jossa jännitys σ ja venymä ε noudattavat suhdetta σ = E·ε. Tässä E on Youngin moduuli eli jäykkyys, joka kuvaa materiaalin vastustuskykyä muodonmuutokselle. Vetojäykkyyttä mitataan tavallisesti yksivaiheisessa jännitys-venymä-kokeessa (vetokoe), ja tuloksena saadaan moduli E sekä mahdolliset epälineaarisuudet, epäjäävätköhät tai muodonmuodon kehitys kokeen edetessä. Standardit kuten ISO 527, ASTM D638 ohjaavat menetelmiä.

Materiaalien E-arvot vaihtelevat laajasti. Teräksillä E on noin 200 gigapascalia (GPa), alumiinilla noin 70 GPa, puulla noin 8–20 GPa, muoveilla noin 0,5–4 GPa ja kuituvahvistetuilla komposiiteilla 20–60 GPa tai enemmän riippuen koostumuksesta. Vetojäykkyys riippuu myös suuntaan ja rakennetyypiin liittyvästä anisotropiasta: isotrooppisissa materiaaleissa jäykkyys on sama kaikissa suunnissa, kun taas komposiiteissa ja puussa jäykkyys voi olla suurempi yhdessä suunnassa kuin toisessa.

Käytännön merkitys on keskeinen materiaalien valinnassa ja suunnittelussa: vetojäykkyys vaikuttaa rakenteiden ja komponenttien jäykkyyteen, muodonmuutoksen hallintaan sekä kestävyyteen erilaisissa lämpötiloissa ja kuormitusnopeuksissa. Vetojäykkyys on siten perusmittari materiaalin käyttäytymisen ennustamisessa sekä teollisissa että biomekaanisissa sovelluksissa.