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.

Mit G lässt sich der Verschiebungswinkel (Schubverzerrung, Scherwinkel, Schubwinkel, Gleitung) $\backslash gamma$ aus der Schubspannung $\backslash tau$ bestimmen. Er beträgt:

$\backslash gamma=\backslash frac\; \{\backslash tau\}\; \{G\}$

Dies gilt analog zum Hooke'schen Gesetz für Normalspannungen. Im Falle einer Schubspannung ist G der Schubmodul. 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: $G\; =\; \backslash frac\; \{E\}\; \{2(1+\backslash mu)\}$

Der Schubmodul G beträgt für Stahl 81000 N/mm² (gerundeter Wert).

Dabei stellt $\backslash mu$ die sog. Poissonzahl dar, auch Querdehnzahl oder Querkontraktionszahl bezeichnet.

In der Literatur ist die Querkontraktionszahl oft als $\backslash nu$ zu finden. Ihr charakteristischer Wert beträgt für Stahl 0,33 und ist dimensionslos. Für volumenkonstante Materialien beträgt er 0,5.

Siehe auch:

• Querdehnzahl
• Elastizitätsmodul
• Spannung (Mechanik)
• Kontinuumsmechanik
• Festigkeitslehre

Weblinks:

• Einführung in die Physik des Instituts für Physik der Universität Basel
• Lernprogramm der FH Aalen

Technische Mechanik | Festigkeitslehre

Shear modulus | Glijdingsmodulus | Strižni modul | 剪切模量