Leikkausmoduuli, jota usein kutsutaan myös jäykkyysmoduuliksi tai vääntömoduuliksi, on mitta eri tyyppisten kiinteiden materiaalien jäykkyydestä tai jäykkyydestä. Se saadaan materiaalin leikkausjännitysarvon suhteesta leikkausjännitykseen. Leikkausjännitys on arvo siitä, kuinka paljon voimaa kohdistetaan materiaalin neliöalueelle, yleensä mitattuna paskalien painearvoissa. Venymä on määrä, jonka materiaali on muuttunut jännityksen aikana jaettuna sen alkuperäisellä pituudella. Leikkausmoduulin arvo on aina positiivinen luku ja se ilmaistaan voimamäärällä pinta -alayksikköä kohti, joka yleensä kirjataan metrisiksi gigapascaleiksi (GPa), koska arvot ovat käytännöllisempiä kuin englanninkieliset.
Koska gigapaskalit ovat miljardeja voima -paskaaleja pinta -alayksikköä kohti, leikkausmoduuliluvut voivat joskus näyttää harhaanjohtavan pieniltä. Esimerkki siitä, kuinka suuret leikkausmoduuliarvot voidaan osoittaa, kun ne muunnetaan englanninkielisiksi arvoiksi puntaa neliötuumaa kohti (lb/in2). Timantin jäykkyysmoduulin arvioidaan olevan 478 GPa (69,328,039 2 26 lb/in3,770,981), puhtaan alumiinin yksi 2 GPa (0.0002 0.001 29 lb/in145) ja kumi vaihtelee välillä 2 – 1,000 GPa. Jotta nämä yksiköt olisivat käytännöllisempiä englanninkielisillä numeroilla, käytäntö on ilmaista ne kilpina neliötuumaa kohden, missä kip on yhtä suuri kuin XNUMX kiloa.
Mitä kovempi aine on, sitä suurempi sen leikkauskerroinarvo riippuu ympäristön lämpötilasta, kun arvo mitataan. Leikkausmoduulin arvon noustessa tämä osoittaa, että tarvitaan paljon suurempaa voimaa tai jännitystä sen venyttämiseksi tai muuttamiseksi voiman suunnan tasoa pitkin. Kuormitusarvot ovat yleensä laskelmissa kuitenkin melko pieniä, koska rasitus on vain kiinteän materiaalin muodonmuutoksen mitta ennen sen murtumista tai murtumista. Useimmat kiinteät aineet, kuten metallit, venyvät vain pienen määrän ennen kuin ne hajoavat.
Poikkeuksena tähän rajoitukseen pienten jännitysarvojen suhteen ovat elastiset materiaalit, kuten kumi, jotka voivat venyä paljon ennen hajoamista. Näitä materiaaleja mitataan usein sen sijaan leikkausjoustavuuden moduulin avulla, joka on myös jännityksen ja venymän suhde. Materiaalien elastisuusmoduulin arvot perustuvat siihen, kuinka paljon materiaalia voidaan venyttää ennen kuin se joutuu pysyvään muodonmuutokseen.
Kimmomoduuli on usein sama mittaus kuin Youngin moduuli, joka on nimenomaan lineaarisen jännityksen mitta kiinteällä aineella, joka määritellään pituussuuntaiseksi venymiseksi pitkittäisjännitykseksi. Toinen läheinen arvo tässä mittaussarjassa on bulkkimoduuli, joka ottaa Youngin moduulin ja soveltaa sitä kaikkiin kolmeen avaruuden ulottuvuuteen. Bulk -moduuli mittaa kiinteän aineen joustavuutta, kun sen muotoa painetaan yleisesti kaikilta puolilta, ja se on päinvastainen kuin mitä tapahtuu, kun materiaalia puristetaan. Se on tilavuusjännityksen arvo jaettuna tilavuusjännityksellä, ja se voidaan visualisoida yhdessä esimerkissä siitä, mitä tapahtuisi yhtenäiselle kiinteälle aineelle sisäisen paineen alaisena, kun se asetetaan tyhjiöön, mikä aiheuttaisi sen laajentumisen kaikkiin suuntiin.