什么是材料的杨氏模量?它的定义与计算公式是什么?

形意拳谱
什么是材料的杨⽒模量?它的定义与计算公式是什么?dtmf
杨⽒模量(E或Y)是固体在载荷下的刚度或对弹性变形的抵抗⼒的量度。它将应⼒(每单位⾯积的⼒)与沿轴或线的应变(⽐例变形)相关联。基本原理是,材料在压缩或拉伸时会发⽣弹性变形,⽽在去除载荷后会恢复其原始形状。与刚性材料相⽐,柔性材料中发⽣的变形更多。换⼀种说法:
杨⽒模量值低表⽰固体具有弹性。
⾼的杨⽒模量值表⽰固体⽆弹性或硬。
⽅程和单位
油田载荷传感器
杨⽒模量的⽅程为:
广播风暴E =σ/ε=(
F / A)/(ΔL/ L 0)= FL 0 /AΔL
其中:
E是杨⽒模量,通常以帕斯卡(Pa)表⽰
σ是单轴应⼒峰峰值
ε是应变
F是压缩⼒或伸展⼒
A是横截⾯积或垂直于作⽤⼒的横截⾯
糖基化修饰ΔL是长度的变化(压缩时为负;拉伸时为正)
L 0是原始长度
杨⽒模量的SI单位为Pa,但值通常以兆帕(MPa),⽜顿/平⽅毫⽶(N / mm 2),千兆帕斯卡(GPa)或千⽜顿/平⽅毫⽶(kN / mm 2)表⽰。通常的英制单位是磅每平⽅英⼨(PSI)或兆PSI(Mpsi)。
历史
瑞⼠科学家和⼯程师Leonhard Euler在1727年描述了杨⽒模量的基本概念。1782年,意⼤利科学家佐丹奴·⾥卡蒂(Giordano Riccati)进⾏了产⽣现代模量计算的实验。
不过,模量取⾃英国科学家托马斯·杨(Thomas Young)的名字,他在1807年的《⾃然哲学和机械艺术讲座》中描述了它的计算。鉴于对它的历史的现代理解,它应该被称为⾥卡蒂模数,但这会导致混乱。
各向同性和各向异性材料
杨⽒模量通常取决于材料的取向。各向同性材料在所有⽅向上均显⽰相同的机械性能。⽐如纯⾦属和陶瓷。处理材料或向其中添加杂质会产⽣使机械性能具有⽅向性的晶粒结构。这些各向异性材料可能具有⾮常不同的杨⽒模量值,这取决于是沿晶粒还是垂直于晶粒加载⼒。各向异性材料的好例⼦包括⽊材,钢筋混凝⼟和碳纤维。
杨⽒模量值表
该表包含各种材料样品的代表值。请记住,由于测试⽅法和样品成分会影响数据,因此样品的精确值可能会有所不同。通常,⼤多数合成纤维的杨⽒模量值低。天然纤维较硬。⾦属和合⾦往往表现出很⾼的价值。最⾼的杨⽒模量是对于碳的同素异形体碳炔。
的同素异形体碳炔。
弹性模量
模量从字⾯上是“量度”。您可能会听到称为弹性模量的杨⽒模量,但是可以使⽤多个表达式来测量弹性:
杨⽒模量描述了当施加相反的⼒时沿线的拉伸弹性。它是拉伸应⼒与拉伸应变的⽐率。
体积模量(K)像杨⽒模量⼀样,除了在三个维度。它是体积弹性的量度,以体积应⼒除以体积应变来计算。
剪切⼒或刚度模量(G)表⽰当物体受到相反⼒作⽤时的剪切⼒。它被计算为剪切应⼒超过剪切应变。
轴向模量,P波模量和Lamé的第⼀个参数是其他弹性模量。泊松⽐可⽤于⽐较横向收缩应变和纵向延伸应变。这些值与胡克定律⼀起描述了材料的弹性特性。

本文发布于:2024-09-23 06:32:51,感谢您对本站的认可!

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