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Schubmodul
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Der Schubmodul (auch Gleitmodul, Schermodul oder Torsionsmodul) ist eine Materialkonstante, die Auskunft über die lineare elastische Verformung eines Bauteils infolge einer Querkraft oder Schubspannung gibt. Das physikalische Zeichen des Schubmoduls ist "G". Die SI-Einheit ist N/m², es ist also die Einheit einer Spannung. Der Schubmodul wird in Materialdatenbanken üblicherweise in N/mm² (=MPa) oder GPa angegeben und liegt bei Metallen in der Größenordnung von ungefähr 100GPa oder 100.000N/mm².
Der Schubmodul G beschreibt das Verhältnis zwischen der Schubspannung τ und der Schubverzerrung γ (Scherwinkel, Schubwinkel, Gleitung):
Diese Formel ist analog zum Hooke'schen Gesetz für den 1-achsigen Spannungszustand: 
Bei der Torsionsbelastung eines Bauteils berechnet sich die Torsionssteifigkeit aus dem Schubmodul. Die Berechnung erfolgt analog zur Ermittlung der Federsteifigkeit aus dem Elastizitätsmodul.
Der Schubmodul G steht bei einem isotropen Material mit dem Elastizitätsmodul E in folgender Beziehung:
Der Schubmodul G beträgt für Stahl 81.000 N/mm² (gerundeter Wert).
Dabei stellt μ die Poissonzahl dar, auch Querdehnzahl oder Querkontraktionszahl bezeichnet.
In der Literatur wird die Querkontraktionszahl μ oft auch mit dem Symbol ν bezeichnet. Typische Werte liegen im Bereich μ=0,2...0,35 (Stahl: ca. μ=0,33). Für volumenkonstante (inkompressible) feste Materialien gilt μ=0,5.
Siehe auch:
- Querdehnzahl
- Elastizitätsmodul
- Spannung (Mechanik)
- Torsion (Mechanik)
- Kontinuumsmechanik
- Festigkeitslehre
Weblinks:
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