浅析弹性模量.doc

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1、浅析：杨氏模量、弹性模量、剪切模量、体积模量、强度、刚度，泊松比转载▼杨氏模量、弹性模量、剪切模量、体积模量、强度、刚度，泊松比“模量”可以理解为是一种标准量或指标。材料的“模量亠•般前面要加说明语，如弹性模量、压缩模量、剪切模量、截面模量等。这些都是与变形有关的一种指标。杨氏模量(Young'sModulus)：杨氏模量就是弹性模量，这是材料力学里的一个概念。对于线弹性材料仃公式巩止应力)=E£(正丿应变)成立，式屮。为正应力，£为正应变，E为弹性模量，是与材料冇关的常数，与材料本身的性质有关。杨(ThomasYoung1773—1829)在材料

2、力学方面,研究了剪形变，认为剪应力是一种弹性形变。1807年，提出弹性模最的定义，为此麻人称弹性模最为杨氏模量。钢的杨氏模量大约为2xlO,1N-nf2,铜的是l.lxio"N-nf20弹性模量(ElasticModulus)E：弹性模量E是指材料在弹性变形范伟I内(即在比例极限内)，作用于材料上的纵向应力与纵向应变的比例常数。也常指材料所受应力如拉伸，压缩，弯曲，扭曲，剪切等)与材料产生的相应应变Z比。弹性模量是表征晶体屮原了间结合力强弱的物理量，故是组织结构不敏感参数。在工程上,弹性模量则是材料刚度的度最，是物体变形难易程度的表征。弹性模帚E在

3、比例极限内，丿M力与材料相应的应变之比。对于冇些材料在弹性范围内应力・应变Illi线不符合右线关系的，则可根据需要可以取切线弹性模量、割线弹件模量等人为定义的办法来代替它的弹性模量值。根据不同的受力情况,分别有相应的拉伸弹性模量modulusofelasticityfortension(杨氏模章)、剪切弹性模量shearmodulusofelasticity(刚性模量)、体积弹性模量、压缩弹性模量等。剪切模量G(ShearModulus)；剪切模量是指剪切臧力与剪切丿莊变Z比。剪切模数G=剪切弹性模量O切变弹性模量GW变弹性模量G,材料的基木物理特

4、性参数之一，与杨氏(爪缩、拉伸)弹性模量E、泊桑比丫并列为材料的三项基本物理特性参数，在材料力学、弹性力学屮冇广泛的应川。其定义为：G=t/Y,其屮G(Mpa)为切变弹性模量；t为剪切应力(Mpa)：Y为剪切应变(弧度)。体积模量K(BulkModulus)：体积模量可描述均质备向同性固体的弹性，可表示为单位血积的力，表小不可压缩性。公式如下K=E/(3x(l・2“)),其屮E为弹性模量，v为泊松比。具体可参考人学里的任一木弹性力学书。性质：物体在po的压力下体积为Vo；若压力增加(po—po+dp),贝I」体积减小为(V0-dv)o则K=(p()

5、+dp)/(V()・dv)被称为该物体的体积模最(modulusofvolumeelasticity)^如在弹性范围内,则专称为体积弹性模量。体积模量是一个比较稳定的材料常数。因为在各向均压下材料的体积总是变小的,故K值永为正值，单位MPa。体积模量的倒数称为体积柔量。体积模量和拉伸模量、泊松比Z间有关系：E=3K(l-2g)o压缩模量(CompressionModulus)：压缩模量指压应力与压缩应变之比。储能模量E*：储能模量E实质为杨氏模量，表述材料存储弹性变形能量的能力。储能模量表征的是材料变形后冋弹的指标。储能模呈E是指粘弹性材料在交变应

6、力作用卜•一个周期内储存能呈的能力,通常指弹性；耗能模量ES耗能模量E”是模量屮应力与变形异步的组元;表征材料耗散变形能呈的能力，体现了材料的粘性本质。耗能模量E“指的是在一个变化周期内所消耗能量的能力。通常指粘性切线模量(TangentModulus):切线模量就是舉性阶段，屈服极限和强度极限Z间的曲线斜率。是应力应变曲线上应力对M变的一阶导数。艮大小与丿卫力水平冇关，并非一定值。切线模量一般川丁增帚冇限元计算。切线模量和屈服应力的单位都是N/m2截面模量：截血模量是构件截面的•个力孑特性。是表示构件截面抵抗某种变形能力的指标，如抗弯截面模量、抗

7、扭截面模量等。它只与截而的形状及中和轴的位置有关,而与材料本身的性质无关。在有些书上，截面模量又称为截面系数或截面抵抗矩等。强度：强度是指某种材料抵抗破坏的能力,即材料抵抗变形(弹性塑性)和断列的能力(应力)。-般只是针对材料而言的。它的大小与材料木身的性质及受力形式有关。可分为：屈服强度、抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度等。如某种材料的抗拉强度、抗剪强度是指这种材料在单位面积上能承受的最大拉力、剪力，与材料的形状无关。例如拉伸强度和拉伸模量的比较:他们的单位都是MPa或GPa。拉伸强度是指材料在拉伸过稈屮报大可以承受的丿垃力，而拉伸模量是

8、指材料在拉伸时的弹性。对于钢材，例如45号钢，拉伸模最在lOOMPa的最级，一般冇200—500MPa,而拉伸模量在iOO