弹性模量计算公式及应用

弹性模量计算公式及应用

引用

新浪网

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https://edu.iask.sina.com.cn/jy/2ZETVhdMprp.html

弹性模量是材料科学中的一个基础概念，用于衡量材料抵抗弹性变形的能力。本文将从计算公式出发，深入探讨弹性模量的定义、单位以及在工程材料中的具体应用。

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。