模量、强度、刚度的详细说明.doc

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1、弹性（杨氏）模量、剪切模量、体积模量、强度、刚度“模量”可以理解为是一种标准量或指标。材料的“模量”一般前面要加说明语，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，单位为Pa也就是帕斯卡。但是通常在工程的使用中，因各材料杨氏模量的量值都十分的大，所以常以百万帕斯卡（MPa）或十亿帕斯卡（GPa）作为其单位。1、杨氏模量(Young'sModulus)——E：杨氏模量就是弹性模量，这是材料力学里的一个概念。对于线弹性材料有公式σ(正应力)＝E·ε(正应变)成立，式中σ为正应力，

2、ε为正应变，E为弹性模量，是与材料有关的常数，与材料本身的性质有关。杨（ThomasYoung1773～1829）在材料力学方面，研究了剪形变，认为剪应力是一种弹性形变。1807年，提出弹性模量的定义，为此后人称弹性模量为杨氏模量。钢的杨氏模量大约为2×1011N/m2，铜的是1.1×1011N/m2。2、弹性模量（ElasticModulus）——E：弹性模量E是指材料在弹性变形范围内(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

3、材料产生的相应应变之比。弹性模量E在比例极限内，应力与材料相应的应变之比。对于有些材料在弹性范围内应力-应变曲线不符合直线关系的，则可根据需要可以取切线弹性模量、割线弹性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(杨氏模量)、剪切弹性模量shearmodulusofelasticity(刚性模量)、体积弹性模量、压缩弹性模量等。2.1、剪切模量G(ShearModulus)：剪切模量是指剪切应力与剪切应变

4、之比。剪切模数G=剪切弹性模量G=切变弹性模量G。切变弹性模量G，材料的基本物理特性参数之一，与杨氏（压缩、拉伸）弹性模量E、泊桑比ν并列为材料的三项基本物理特性参数，在材料力学、弹性力学中有广泛的应用。其定义为：G=τ/γ，其中G为切变弹性模量(MPa)；τ为剪切应力(MPa)；2.2、体积模量K(BulkModulus)：体积模量可描述均质各向同性固体的弹性，可表示为单位面积的力，表示不可压缩性。公式如下K＝E/(3×(1-2×v))，其中E为弹性模量，v为泊松比。性质：物体在p0的压力下体积为V0；

5、若压力增加(p0→p0+dP)，则体积减小为(V0-dV)。则K=(p0+dP)/(V0-dV)被称为该物体的体积模量(modulusofvolumeelasticity)。如在弹性范围内，则专称为体积弹性模量。体积模量K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、泊松比之间有关系：E=3K(1-2μ)。2.3、压缩模量（CompressionModulus）：压缩模量指压应力与压缩应变之比。在完全侧限条件下，

6、土的竖向附加应力增量与相应的应变增量之比值，它可以通过室内压缩试验获得。实验上可由应力—应变曲线起始段的斜率确定。径向同性材料的压缩模量值常与其杨氏模量值近似相等。土的压缩模量指在侧限条件下土的垂直向应力与应变之比，是通过室内试验得到的，是判断土的压缩性和计算地基压缩变形量的重要指标之一。2.4、土的变形模量土的变形模量是通过现场载荷试验求得的压缩性指标，即在部分侧限条件下，其应力增量与相应的应变增量的比值。能较真实地反映天然土层的变形特性。其缺点是载荷试验设备笨重、历时长和花钱多，且深层土的载荷试验在技

7、术上极为困难，故常常需要根据压缩模量的资料来估算土的变形模量。2.5、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回弹的指标。储能模量E'是指粘弹性材料在交变应力作用下一个周期内储存能量的能力，通常指弹性。3、耗能模量E''：耗能模量E''是模量中应力与变形异步的组元；表征材料耗散变形能量的能力，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。4、切线模量（TangentModulus）：切线模量就是塑性阶段，

8、屈服极限和强度极限之间的曲线斜率。是应力-应变曲线上应力对应变的一阶导数。其大小与应力水平有关，并非一定值。切线模量一般用于增量有限元计算。切线模量和屈服应力的单位都是N/m2。5、截面模量：截面模量是构件截面的一个力学特性。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、抗扭截面模量等。它只与截面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。6、强度:强度是指某种材