杨氏模量

杨氏模量,也称杨氏模数(英语:Young's modulus),一般将杨氏模量习惯称为弹性模量,是材料力学中的名词。杨氏模量是表征材料性质的一个物理量,仅取决于材料本身的物理性质。杨氏模量的大小标志了材料的刚性,杨氏模量越大,越不容易发生形变。超声设备的制造过程中,需要检测所用金属材料的杨氏模量。弹性材料承受正向应力时会产生正向应变,在形变量没有超过对应材料的一定弹性限度时,定义正向应力与正向应变的比值为这种材料的杨氏模量。

杨氏模量公式 #

杨氏模数是材料力学中的名词,弹性材料承受正向应力时会产生正向应变,定义为正向应力与正向应变的比值。公式记为

其中,E 表示杨氏模数,通常以帕斯卡(Pa)表示,σ 表示正向应力,ε 表示正向应变。

杨氏模量的SI单位为Pa,但值通常以兆帕(MPa),牛顿/平方毫米(N / mm 2),千兆帕斯卡(GPa)或千牛顿/平方毫米(kN / mm2)表示。通常的英制单位是磅每平方英寸(PSI)或兆PSI(Mpsi)。

和弹性模量的关系 #

弹性模量是描述物质弹性的一个物理量。杨氏模量与弹性模量是包含关系,除了杨氏模量以外,弹性模量还包括剪切模量和体积模量等。

弹性模量的三种主要形式:

  • 杨氏模量:材料在施加应力的相同方向上变形的趋势,是沿纵向的弹性模量。
  • 剪切模量:表示材料抵抗切应变的能力。模量大,则表示材料的刚性强。材料趋于剪切或变形的趋势,当在相反方向(例如,在立方体的相对面上)施加力时,体积保持恒定。
  • 体积模量:反映材料的宏观特性,即物体的体应变与平均应力(某一点三个主应力的平均值)之间的关系的一个物理量。材料变形的趋势,即当在所有方向上施加力时,体积都会发生变化。

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