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弹性模量

一般地讲,对弹性体施加一个外界作用力,弹性体会发生形状的改变(称为"形变"),"弹性模量"的一般定义是:单向应力状态下应力除以该方向的应变。

材料在弹性变形阶段,其曾厂路请沿神翻席应力和应变成正比例关系(即符合胡克定律),其比例系数称为弹性模量。弹性模量"是描述物质弹性的一个物理量,是一个统称,表示方法可以是"杨氏模量"、"剪切模量"、"体积模量"等。

  • 中文名称 弹性模量
  • 外文名称 Elastic Modulus
  • 适用领域 建筑学、工程学等领域
  • 解释 应力除以应变
  • 类型 定律

线应变

  对一根细杆施加一个拉力F,这个拉力除以杆的截面积S,称为"线应力",杆的伸长量dL除以原长L,称为"线应变"。线应力除以线应变就等于杨氏模量E=( F/S)/(dL/L)

剪切应变:

  对一块弹性体施加一个侧向的力f(通常是摩擦力),弹性体会由方形变成菱形,这个来自形变的角度a称为"剪360百科切应变",相应的力f除以受力面积S称为"剪切应力"。剪切应力除以剪切应变就等于剪切模量G=( f/S)/a

体积应变

  对弹性体施加一个整体的压强p,这个压强称为体积应力,弹性体的体积减少量(-dV)除以原来的体积V称为体积应变,体积应力除以体积应变就等于体积模量:K=P/(-dV/V)

  来自在不易引起混淆时,一般金属材料的弹性模量就是指杨氏模量,即正弹性模量。

  单位:E(弹性模量)兆帕(MPa)

意义

  弹性模量是工程材料重要的性能参数,从宏观角度来说,弹性模量是衡量物体抵抗弹性变形能力大小的尺度,从微观角度来说,则是原子、离子或分子之间键合强度的反映。资兴评物没活定千凡影响键合强度的因素均能影响每抗促材料的弹性模量,如键合方式、晶体结构、化学成分、微观组织、温度等。因合金成分不同、热处理状态不同、冷塑性变形不同等,金属材料的杨氏模量值会有5%或者更大的波动。但是总体来说,金属材料的弹性模量是一个对组织不敏感的力学性能指标,合360百科金化、热处理(纤维组织)、冷塑性变形等对弹性模量的影响拉斯控被较小,温度、加载速率等外在液每书统配因素对其影响也不大,所以一般工程应用中都把弹性模量作为常数。

  弹性模量可视为衡量材料产生弹性变形难易程度的指标,其值越大,使材料发生一定弹性变季握损战植话要厚该庆形的应力也越大,即材料刚度越大,亦即在一定应力作用下,发生弹性变形越小。弹性模量E是指材料在外力作用下产生单位弹性变形所需要的应力。它是反映材料抵抗弹性变形能力的指标,相当加兵宜二片文于普通弹簧中的刚度

说明

  又称杨氏模量,弹性材料的一种最重要、最具特征的力学性质,是物体弹性变形难易程度的表征,用E表示。定义为理想材料有小形变时应力与相应的应变之比。E以σ单位面积上承受的力表示,单位为N/m^2。模量的性质依赖于形变的性质。剪切形变时的模量称为剪切模量,用G表示;压缩形变时的模量称为压缩模量,用K表示。模量的倒数称为柔量,用J表示。

  拉伸试验中得到的屈服极限σs和强度极σb,反映了材料对力的作用的承受能力,而延伸率δ或截面收缩率ψ,反映了材料塑迫将部之示学约收官局性变形的能力。为了表示材料在弹送开丝热丝落考性范围内抵抗变形的难易程度,在实际工程结中,材料弹性模量E的意义通常是以零件的刚度体现出来的,这是因为一旦零件按应力设计定型,在弹性变形范围内的服役过程中,是以其所受负荷而产生的变形量来判断其刚度的。一般按引起单位应变的负荷钟提正黄女深为该零件的刚度,例如,在拉压构件中其刚度为:EA0

  式中 A0为零件的横截面积。

  由上式可见,要想提高零件的刚度E A0,亦即要减少零件的弹性变形顺算质兴庆哥护手露厂,可选用高弹性模量的材料和适官右但迫附晚诗当加大承载的横截面积,刚度的重要性在于它决定了零件服役时稳定性,对细长杆件和薄壁构件尤为重要。因此,构件的理论分析和设计计算来说,弹穿升限势论言盟之性模量E是经常要用到的一个重要力学性能指标。

单位指标

  材料的抗弹性变形的一个量,材料刚度的一个指标。

  钢材的弹性模量E=2.06e11我意浓球历研气Pa=206GPa (e11创选素表示10的11次方)

  它只与材料的化学成分有关,与温度有关。与其组织变化无关,与热切合处因果别处理状态无关。

  但是与材料缠绕形状有一定关系,比如将一根弹模已知的钢丝绕成一根弹簧,则弹模会改变,或者多根钢丝捻制成空装防每缩绞线,把他当成一个整体来检测弹性模量,其整础营东适体弹模与材料本身的弹模是不一样的。

  各种钢的弹性模量差别很小,金属合金化对其弹性模量影响也很小。

  1兆帕(MPa)=145磅/英寸2(psi)=10.2千克力/平方厘米(kgf/cm²)=10巴(bar)=9.8大气压(atm)

  1磅/英寸2(psi)=0.006895兆帕(MPa)=0.0703千克力/平方厘米(kgf/cm²)=0.0689巴(bar)=0.068大气压(atm)

  1巴(bar)=0.1兆帕(MPa)=14.503磅/英寸2(psi)=1.0197千克力/平方厘米(kgf/cm²)=0.987大气压(atm)

  1大气压(atm)=0.101325兆帕(MPa)=14.696磅/英寸2(psi)=1.0333千克力/平方厘米kgf/cm²)=1.0133巴(bar)

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