拼音:tanxingmoliang
英文名稱: young's modulus/ elastic modulus/tensile modulus
定義:材料在彈性變形階段,其應(yīng)力和應(yīng)變成正比例關(guān)系(即符合胡克定律-hooke's law),其比例系數(shù)稱為彈性模量。
單位:[力]/[長度]^2,在國際單位制中單位是Pa。
意義:彈性模量可視為衡量材料產(chǎn)生彈性變形難易程度的指標(biāo),其值越大,使材料發(fā)生一定彈性變形的應(yīng)力也越大,即材料剛度越大,亦即在一定應(yīng)力作用下,發(fā)生彈性變形越小。彈性模量E是指材料在外力作用下產(chǎn)生單位彈性變形所需要的應(yīng)力。它是反映材料抵抗彈性變形能力的指標(biāo),相當(dāng)于普通彈簧中的剛度。
彈性模量是彈性材料的一種最重要、最具特征的力學(xué)性質(zhì)。是物體彈性變形難易程度的表征。用E表示。定義為理想材料有小形變時應(yīng)力與相應(yīng)的應(yīng)變之比。E以單位面積上承受的力表示,單位為牛/米^2。模量的性質(zhì)依賴于形變的性質(zhì)。剪切形變時的模量稱為剪切模量,用G表示;壓縮形變時的模量稱為壓縮模量,用K表示。模量的倒數(shù)稱為柔量,用J表示。
拉伸試驗(yàn)中得到的屈服極限бS和強(qiáng)度極限бb,反映了材料對力的作用的承受能力,而延伸率δ或截面收縮率ψ,反映了材料塑性變形的能力,為了表示材料在彈性范圍內(nèi)抵抗變形的難易程度,在實(shí)際工程結(jié)構(gòu)中,材料彈性模量E的意義通常是以零件的剛度體現(xiàn)出來的,這是因?yàn)橐坏┝慵磻?yīng)力設(shè)計(jì)定型,在彈性變形范圍內(nèi)的服役過程中,是以其所受負(fù)荷而產(chǎn)生的變形量來判斷其剛度的。一般按引起單位應(yīng)變的負(fù)荷為該零件的剛度,例如,在拉壓構(gòu)件中其剛度為:
式中A0為零件的橫截面積。
由上式可見,要想提高零件的剛度EA0,亦即要減少零件的彈性變形,可選用高彈性模量的材料和適當(dāng)加大承載的橫截面積,剛度的重要性在于它決定了零件服役時穩(wěn)定性,對細(xì)長桿件和薄壁構(gòu)件尤為重要。因此,構(gòu)件的理論分析和設(shè)計(jì)計(jì)算來說,彈性模量E是經(jīng)常要用到的一個重要力學(xué)性能指標(biāo)。
在彈性范圍內(nèi)大多數(shù)材料服從胡克定律,即變形與受力成正比。拉伸彈性模量E,也叫楊氏模量。
彈性模量在比例極限內(nèi),材料所受應(yīng)力如拉伸,壓縮,彎曲,扭曲,剪切等)與材料產(chǎn)生的相應(yīng)應(yīng)變之比,用牛/米^2表示。
modulus(復(fù)數(shù)形式為moduli)
材料在受力狀態(tài)下應(yīng)力與應(yīng)變之比。相應(yīng)于不同的受力狀態(tài),有不同的稱謂。例如,拉伸模量(E);剪切模量(G);體積模量(K);縱向壓縮量(L)等。該詞由拉丁語“小量度”演化而來。原來專指材料在彈性極限內(nèi)的一個力學(xué)參數(shù)。故在不加任何定冠詞時往往就認(rèn)為指彈性模量,即應(yīng)力與應(yīng)變之比是一常數(shù)。該值的大小是表示此材料在外力作用下抵抗彈性變形的能力。
由于應(yīng)力導(dǎo)前應(yīng)變一個相位角,使得應(yīng)變分成了兩個部分,第一部分為彈性貢獻(xiàn),與應(yīng)變成線性關(guān)系,第二部分為粘性貢獻(xiàn),與應(yīng)變速率成線性關(guān)系。即彈性響應(yīng)與粘性響應(yīng)分別造成各自的應(yīng)力,其線性加和就是材料的總應(yīng)力。
公式:E(t)=|σ(t)|/|ε(t)|=σ/ε(1)
式中:E(t)為動態(tài)模量;σ(t)、ε(t)為應(yīng)力和應(yīng)變時間函數(shù);σ、ε分別為應(yīng)力和應(yīng)變的振幅。
由于相位差的存在,動態(tài)模量是一個復(fù)數(shù),G=G’ iG’’,G’是彈性響應(yīng)的系數(shù),稱為儲能模量;G’’/ω為黏性響應(yīng)的系數(shù),故稱為損耗模量。G’和G’’合稱動態(tài)模量
材料在彈性變形階段,其應(yīng)力和應(yīng)變成正比例關(guān)系(即符合胡克定律),其比例系數(shù)稱為彈性模量。彈性模量的單位是達(dá)因每平方厘米?!皬椥阅A俊笔敲枋鑫镔|(zhì)彈性的一個物理量,是一個統(tǒng)稱,表示方法可以是“楊氏模量”、...
型鋼的彈性模量為2.1 ×10^7N/cm²。彈性模量定義:一般地講,對彈性體施加一個外界作用,彈性體會發(fā)生形狀的改變(稱為“應(yīng)變”),“彈性模量”的一般定義是:應(yīng)力除以應(yīng)變。材料在...
力,作為應(yīng)變的函數(shù),它和應(yīng)變的比率稱為彈比模量。它是應(yīng)力——應(yīng)變曲線直線部分的斜率。切線彈性模量的定義是應(yīng)力——應(yīng)變曲線在任意點(diǎn)的斜率。割線彈性模量則等于應(yīng)力除以該應(yīng)力值所對應(yīng)的應(yīng)變或者應(yīng)力除以應(yīng)變。...
tangentmodulus
在靜態(tài)應(yīng)力-應(yīng)變曲線上每點(diǎn)的斜率,稱為正切模量。通常塑性材料應(yīng)力-應(yīng)變曲線是非線性的,一般來說某點(diǎn)的正切模量是由該點(diǎn)附近應(yīng)力變化量與應(yīng)變變化量之比進(jìn)行計(jì)算。塑性材料不同于金屬材性,它具有黏彈性,這就導(dǎo)致力與形變關(guān)系不是線性關(guān)系。工程上希望知道其相關(guān)模量,從而提出正切模量。該模量只能看作是非彈性極限范圍內(nèi)的宏觀的模量的一種表述,為設(shè)計(jì)提供一種參考。
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材料彈性模量 E和泊松比 的測定 彈性模量 E 和泊松比 是各種材料的基本力學(xué)參數(shù),測試工作十分重要,測試方法也 很多,如杠桿引伸儀法、千分表法、電測法等。本節(jié)介紹電測法。 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.了解材料彈性常數(shù) E、 的定義。 2.掌握測定材料彈性常數(shù) E、 的實(shí)驗(yàn)方法。 3.了解電阻應(yīng)變測試方法的基本原理和步驟。 4.驗(yàn)證虎克定律。 5.學(xué)習(xí)最小二乘法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備 1.TS3861 型靜態(tài)數(shù)字應(yīng)變儀一臺; 2.NH-10型多功能組合實(shí)驗(yàn)架一臺; 3.拉伸試件一根; 4.溫度補(bǔ)償塊一塊; 5.游標(biāo)卡尺。 三、實(shí)驗(yàn)原理和方法 彈性模量是材料拉伸時應(yīng)力應(yīng)變成線形比例范圍內(nèi)應(yīng)力與應(yīng)變之比。 材料在比例極限內(nèi) 服從虎克定律,其關(guān)系為: E F A 試件的材料為鋼,寬 H 和厚 T 均由實(shí)際測量得出,形狀為亞鈴型扁試件如圖 2-17,應(yīng) 變片的 K =2.08 。實(shí)驗(yàn)時利用 NH-3
用來表示當(dāng)材料發(fā)生形變時,能量轉(zhuǎn)化成熱能的阻尼術(shù)語,是復(fù)雜模型的一個簡單部分,是從能量損耗的角度對“儲能模量”進(jìn)行分析而產(chǎn)生的術(shù)語。
當(dāng)材料的儲能模量大于耗能模量時,處于固化階段的膠黏劑達(dá)到凝膠點(diǎn)。2100433B
靜態(tài)彈性模量是描述黏性土性質(zhì)的關(guān)鍵參數(shù),是工程選址、設(shè)計(jì)、施工等的科學(xué)依據(jù),但靜態(tài)彈性模量需從地下取出待研究層段的巖芯、通過室內(nèi)傳統(tǒng)的土工試驗(yàn)來確定,并存在原位和試驗(yàn)兩者邊界條件的差異,且因取樣的有限性和局限性難避免以點(diǎn)代線和代面現(xiàn)象。彈性波速度與巖土的密度、巖土性質(zhì)、砂粒數(shù)量與膠結(jié)程度、孔隙充填物與飽和度等直接相關(guān),由縱橫波速度可無損、低成本和快速獲取巖土的動態(tài)彈性模量。因此,為了便于應(yīng)用于實(shí)際工程中,必須將它們轉(zhuǎn)換為靜態(tài)彈性模量,也就說必須建立起動、靜態(tài)彈性模量之間的關(guān)系。早在 1933 年,Harvard 大學(xué)的 W. Zisman就認(rèn)為巖石動、靜態(tài)彈性模量之間存在差異,之后許多研究人員對此進(jìn)行了研究 。
土的壓縮模量:在完全側(cè)限條件下,土的豎向附加應(yīng)力增量與相應(yīng)的應(yīng)變增量之比值,它可以通過室內(nèi)壓縮試驗(yàn)獲得。
土的彈性模量:土的彈性模量根據(jù)測定方法不同,可分為"靜彈模"和"動彈模"。靜彈模采用靜三軸儀測定。彈性模量為加卸載該曲線上應(yīng)力與應(yīng)變的比值。 動彈模,可用室內(nèi)動三軸儀測得,當(dāng)土樣固結(jié)后,分級施加動應(yīng)力,進(jìn)行不排水的振動試驗(yàn),一般保持動應(yīng)力幅值不變,振動次數(shù)視工程實(shí)際條件而定可用雙曲線方程來描述,也稱切線彈模。
土的變形模量和壓縮模量,是判斷土的壓縮性和計(jì)算地基壓縮變形量的重要指標(biāo)。由于兩者在壓縮時所受的側(cè)限條件不同,對同一種土在相同壓應(yīng)力作用下兩種模量的數(shù)值顯然相差很大。三種模量的試驗(yàn)方法不同,反映在應(yīng)力條件、變形條件上也不同。壓縮模量是在室內(nèi)有側(cè)限條件下的一維變形問題,變形模量則是在現(xiàn)場的三維空間問題;另外土體變形包括了可恢復(fù)的(彈性)變形和不可恢復(fù)的(塑性)變形兩部分。壓縮模量和變形模量是包括了殘余變形在內(nèi)的,與彈性模量有根本區(qū)別,而壓縮模量與變形模量的區(qū)別又在于是否有側(cè)限。在工程應(yīng)用上,我們應(yīng)根據(jù)具體問題采用不同的模量。