杨氏模量、弹性模量、剪切模量、体积模量、强度、刚度.doc

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1、杨氏模量、弹性模量、剪切模量、体积模量、强度、刚度、柔度、刚性、柔性、泊松比、剪切应变、体积应变“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。杨氏模量(')：杨氏模量是表征在弹性限度内物质材料抗拉或抗压的物理量，它是沿纵向的弹性模量，也是材料力学中的名词。年因英国医生兼物理学家托马斯·杨(,)所得到的结果而命名。根据胡克定律，在物体的弹性限度内，应力与应变成正比，比值被称为材料的杨氏模量，它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

2、标志了材料的刚性，杨氏模量越大，越不容易发生形变。对于线弹性材料有公式σ(正应力)＝ε(正应变)成立，式中σ为正应力，ε为正应变，为弹性模量，是与材料有关的常数，与材料本身的性质有关。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。钢的杨氏模量大约为×·，铜的是×·。弹性模量和杨氏模量很相似，弹性模量有拉伸和剪切的两个方向，杨氏主要指的是拉伸的。测量杨氏模量的方法一般有拉伸法、梁弯曲法、振动法、内耗法等，还出现了利用光纤位移传感器、莫尔条纹、电涡流传感器和波动传递技术（微波或超声波）等实验技术和方法测量杨氏模量。弹性模量（）：弹性模量是指材料在弹性变

3、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）与材料产生的相应应变之比。弹性模量是表征晶体中原子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量，是物体变形难易程度的表征。弹性模量在比例极限内，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(杨氏模量)、剪切弹性模量(刚性模量)、体积弹性模量

4、、压缩弹性模量等。剪切模量()：剪切模量是指剪切应力与剪切应变之比。剪切模数剪切弹性模量切变弹性模量切变弹性模量，材料的基本物理特性参数之一，与杨氏(压缩、拉伸)弹性模量、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：τγ，其中()为切变弹性模量；τ为剪切应力()；γ为剪切应变(弧度)。体积模量()：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＝(×(×)),其中为弹性模量，为泊松比。具体可参考大学里的任一本弹性力学书。性质：物体在的压力下体积为；若压力增加(→)，则体积减小为

5、()。则()()被称为该物体的体积模量()。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，故值永为正值，单位。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：(μ)。压缩模量（）：压缩模量指压应力与压缩应变之比。储能模量'：储能模量'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'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；耗能模量''：耗能模量''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,

6、体现了材料的粘性本质。耗能模量''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（）：切线模量就是塑性阶段，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。强度:强度是指某种材料抵抗破坏的能力，即材料抵抗变形(

7、弹性塑性)和断列的能力(应力)。一般只是针对材料而言的。它的大小与材料本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：他们的单位都是或。拉伸强度是指材料在拉伸过程中最大可以承受的应力，而拉伸模量是指材料在拉伸时的弹性。对于钢材，例如号钢，拉伸模量在的量级，一般有，而拉伸模量在量级，一般是。刚度:刚度(即硬度)指某种构件或结构抵抗变形的能力，是衡量材料产生弹性变形难易程度的指标，主要指引起单位变形

8、时所需要的应力。一般是针对构件或结构而言的。它的大小