Skjuvmodul, som också ofta kallas för styvhetsmodul eller torsionsmodul, är ett mått på den styva eller styva naturen hos olika typer av fasta material. Det härleds från materialets förhållande mellan dess skjuvspänningsvärde och skjuvspänningsvärdet. Skjuvspänning är ett värde på hur mycket kraft som appliceras på en kvadratisk yta av ett material, vanligtvis mätt i tryckvärden för pascal. Töjning är mängden som materialet har deformerats under påkänning dividerat med dess ursprungliga längd. Skjuvmodulvärdet är alltid ett positivt tal och uttrycks som en mängd kraft per ytenhet, vilket vanligtvis registreras som metriska gigapascal (GPa) eftersom värdena är mer praktiska än engelska motsvarigheter.
Eftersom gigapascal är lika med miljarder pascal kraft per ytenhet, kan antalet skjuvmoduler ibland se bedrägligt små ut. Ett exempel på hur stora skjuvmodulvärden kan vara visas när de omvandlas till engelska värden på pund per kvadrattum (lb/in2). Diamant beräknas ha en styvhetsmodul på 478 GPa (69,328,039 2 26 lb/in3,770,981), en ren aluminium på 2 GPa (0.0002 0.001 29 lb/in145) och gummi varierar från 2 till 1,000 GPa (XNUMX till XNUMX lb/in). För att göra dessa enheter mer praktiska med engelska siffror, är praxis att uttrycka dem i kip per kvadrattum, där en kip är lika med en vikt av XNUMX XNUMX pund.
Ju hårdare ett ämne är, desto högre är dess skjuvmodulvärde, beroende på omgivningstemperaturen när värdet mäts. När skjuvmodulvärdet stiger indikerar detta att en mycket större mängd kraft eller spänning krävs för att töja eller deformera den längs planet för kraftens riktning. Töjningsvärdena i sig tenderar dock att vara ganska små i beräkningarna, eftersom töjning endast är ett mått på deformation av ett fast material innan det går sönder eller spricker. De flesta fasta ämnen som metaller sträcker sig bara en liten mängd innan de bryts ner.
Undantaget från denna begränsning av små töjningsvärden är elastiska material som gummi, som kan sträcka sig mycket innan de bryts ned. Dessa material mäts ofta istället med skjuvningselasticitetsmodulen, som också är ett förhållande mellan spänning och töjning. Värden för elasticitetsmodulen på material baseras på hur mycket ett material kan sträckas innan det genomgår permanent deformation.
Elasticitetsmodulen är ofta samma mått som Youngs modul, som specifikt är ett mått på linjär spänning på en fast substans definierad som längsgående töjning till längsgående spänning. Ett annat närbesläktat värde i denna serie av mätningar är bulkmodul, som tar Youngs modul och applicerar den på alla tre dimensionerna i rymden. Bulkmodulen mäter elasticiteten hos ett fast ämne när trycket för att deformeras det appliceras universellt från alla sidor, och är motsatsen till vad som händer när ett material komprimeras. Det är ett värde för volymetrisk spänning dividerat med volymetrisk töjning, och kan visualiseras i ett exempel som vad som skulle hända med en enhetlig fast substans under inre tryck när den placeras i ett vakuum, vilket skulle få det att expandera i alla riktningar.