杨氏模量基本概况

杨氏模量基本概况


发布日期: 2016-10-24 更新日期: 2016-12-23 编辑:xuzhiping 浏览次数: 10034

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摘要: 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。杨氏模量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,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。杨氏模量的大小标志了材料的刚性,杨氏模...

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。杨氏模量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,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。杨氏模量是描述固体材料抵抗形变能力的物理量。

当一条长度为\(L\)、截面积为\(S\)的金属丝在力F作用下伸长\(ΔL\)时,

\(F/S\)叫应力,其物理意义是金属丝单位截面积所受到的力;

\(ΔL/L\)叫应变,其物理意义是金属丝单位长度所对应的伸长量。

应力与应变的比叫弹性模量:即ΔL是微小变化量。

杨氏模量定义

杨氏模量,又称拉伸模量是弹性模量中最常见的一种。杨氏模量衡量的是一个各向同性弹性体的刚度,定义为在胡克定律适用的范围内,单轴应力和单轴形变之间的比。与弹性模量是包含关系,除了杨氏模量以外,弹性模量还包括体积模量和剪切模量等。

杨氏模量的提出

杨氏模量,它是沿纵向的弹性模量,也是材料力学中的名词。1807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。杨氏模量的大小标志了材料的刚性,杨氏模量越大,越不容易发生形变。

杨氏模量提出的意义

杨氏弹性模量是选定机械零件材料的依据之一,是工程技术设计中常用的参数。杨氏模量的测定对研究金属材料、光纤材料、半导体、纳米材料、聚合物、陶瓷、橡胶等各种材料的力学性质有着重要意义,还可用于机械零部件设计、生物力学、地质等领域。

测量杨氏模量的方法

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。

杨氏模量计算公式

杨氏模量:\(Y= S / S_t\)

其中:\(Y =\) 杨氏模量;\(S =\) 正向应力;\(S_t =\) 正向应变

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