Modulus geser (G), juga dikenal sebagai modulus kekakuan, mengukur seberapa kuat suatu material menahan deformasi perubahan bentuk akibat gaya geser atau puntiran. Ini adalah konstanta elastis inti yang digunakan dalam teknik mesin dan struktural — mulai dari mengukur poros di bawah torsi hingga memprediksi bagaimana perilaku sambungan baut di bawah beban. Kalkulator ini menghitung G dengan dua cara, dan menyelesaikan variabel yang hilang.

Cara kerja Kalkulator Modulus Geser

Kalkulator mendukung dua rute independen ke kuantitas fisik yang sama. Yang pertama, G = τ / γ, menggunakan tegangan geser dan regangan geser yang diukur langsung dari uji torsi atau geser - analogi geser tentang bagaimana modulus Young menghubungkan tegangan tarik dengan regangan tarik. Yang kedua, G = E / (2(1 + ν)), memperoleh modulus geser dari modulus Young dan rasio Poisson, dua konstanta elastis yang jauh lebih umum dipublikasikan pada lembar data material dibandingkan data uji geser langsung. Untuk bahan elastis isotropik, kedua rumus tersebut menggambarkan G yang sama dan harus sangat sesuai jika diberi nilai E dan ν yang sebenarnya.

Masukan dan artinya

Tegangan geser (τ) dimasukkan dalam megapascal — gaya tangensial per satuan luas yang menyebabkan lapisan material bergeser satu sama lain. Regangan geser (γ) adalah rasio tanpa satuan yang menggambarkan deformasi sudut yang dihasilkan; nilai elastisitas tipikalnya kecil, seringkali jauh di bawah 1% (0,01). Modulus Young (E) dimasukkan dalam gigapascal dan mewakili kekakuan tarik. Rasio Poisson (ν) tidak mempunyai satuan dan biasanya berkisar antara 0,2 dan 0,35 untuk logam biasa, dengan nilai mendekati 0,5 untuk bahan yang hampir tidak dapat dimampatkan seperti karet.

Batasan dan kasus tepi

Kedua rumus tersebut mengasumsikan bahwa bahan tersebut isotropik (sifatnya tidak bergantung pada arah) dan berperilaku elastis — yaitu, dalam batas elastisnya, tidak meleleh atau mengalami deformasi plastis. Rumus tegangan/regangan tidak terdefinisi ketika regangan geser adalah nol. Rumus E/ν tidak terdefinisi pada ν = −1, nilai yang tidak terdapat pada material biasa. Material komposit, anisotropik, atau yang diperkuat serat (seperti kayu atau serat karbon) tidak memiliki modulus geser tunggal yang berlaku di segala arah, sehingga rumus isotropik kalkulator ini harus diperlakukan sebagai perkiraan untuk material tersebut.