什么是弹性模量,有什么意义?

ʚ可爱婷ɞ 2024-06-17 09:27:56
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一般地讲,对弹性体施加一个外界作用力,弹性体会发生形状的改变(称为“应变”),“弹性模量”的一般是: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。弹性模量的意义: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。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**簧中的刚度。弹性模量又称杨氏模量,弹性材料的一种最重要、最具特征的力学性质,是物体弹性变形难易程度的表征,用e表示。定义为理想材料有小形变时应力与相应的应变之比。e以σ单位面积上承受的力表示,单位为n/m^2。模量的性质依赖于形变的性质。剪切形变时的模量称为剪切模量,用g表示;压缩形变时的模量称为压缩模量,用k表示。模量的倒数称为柔量,用j表示。拉伸试验中得到的屈服极限σs和强度极限σb,反映了材料对力的作用的承受能力,而延伸率δ或截面收缩率ψ,反映了材料塑性变形的能力。为了表示材料在弹性范围内抵抗变形的难易程度,在实际工程结构中,材料弹性模量e的意义通常是以零件的刚度体现出来的,这是因为一旦零件按应力设计定型,在弹性变形范围内的服役过程中,是以其所受负荷而产生的变形量来判断其刚度的。一般按引起单位应变的负荷为该零件的刚度,例如,在拉压构件中其刚度为:ea0式中a0为零件的横截面积。由上式可见,要想提高零件的刚度ea0,亦即要减少零件的弹性变形,可选用高弹性模量的材料和适当加大承载的横截面积,刚度的重要性在于它决定了零件服役时稳定性,对细长杆件和薄壁构件尤为重要。因此,构件的理论分析和设计计算来说,弹性模量e是经常要用到的一个重要力学性能指标。 20210311
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