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弹性模量计算公式

更新:2025-08-06 教育问答 阅读

摘要:弹性模量计算公式E=σ ε,E即为弹性模量,σ为应力,ε为应变。一般地讲,对弹性体施加一个外界作用,弹性体会发生形状的改变(称为“应变”)。什么是...

弹性模量计算公式

E=σ/ε,E即为弹性模量,σ为应力,ε为应变。一般地讲,对弹性体施加一个外界作用,弹性体会发生形状的改变(称为“应变”)。

什么是弹性模量

“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。弹性模量的单位是达因每平方厘米。“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”、“体积模量”等。

弹性模量应用

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。凡影响键合强度的因素均能影响材料的弹性模量,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,合金化、热处理(纤维组织)、冷塑性变形等对弹性模量的影响较小,温度、加载速率等外在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,相当于普通弹簧中的刚度。

对弹性体施加一个外界作用力,弹性体会发生形状的改变,“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。弹性模量的单位是达因每平方厘米。

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。凡影响键合强度的因素均能影响材料的弹性模量,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。

扩展

弹性模量E=( F/S)/(dL/L)。材料在弹性变形阶段,其应力和应变成正比例关系,其比例系数称为弹性模量。

弹性模量线应变

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)。

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=dP/(-dV/V)。

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。

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