材料的各種模量詳解

模量：模量”可以理解為是一種標準量或指標。材料的“模量”一般前面要加說明語，如彈性模量、壓縮模量、剪切模量、截面模量等。這些都是與變形有關的一種指標。楊氏模量（Young'sModulus）：楊氏模量就是彈性模量,這是材料力學里的一個概念。對于線彈性材料有公式O（正應力）=E￡（正應變）成立，式中O為正應力，￡為正應變，E為彈性模量，是與材料有關的常數(shù)，與材料本身的性質有關。楊（ThomasYoungl77H1829）在材料力學方面，研究了剪形變，認為剪應力是一種彈性形變。1807年，提出彈性模量的定義，為此后人稱彈性模量為楊氏模量。（有點類似虎克定律A_A）彈性模量（ElasticModulus）E：彈性模量E是指材料在彈性變形范圍內（即在比例極限內），作用于材料上的縱向應力與縱向應變的比例常數(shù)。也常指材料所受應力如拉伸，壓縮，彎曲，扭曲，剪切等）與材料產生的相應應變之比。彈性模量是表征晶體中原子間結合力強弱的物理量，故是組織結構不敏感參數(shù)。在工程上彈性模量則是材料剛度的度量，是物體變形難易程度的表征。彈性模量E在比例極限內，應力與材料相應的應變之比。對于有些材料在彈性范圍內應力-應變曲線不符合直線關系的，則可根據(jù)需要可以取切線彈性模量、割線彈性模量等人為定義的辦法來代替它的彈性模量值。根據(jù)不同的受力情況，分別有相應的拉伸彈性模量modulusofelasticityfortension（楊氏模量）、剪切彈性模量shearmodulusofelasticity（剛性模量）、體積彈性模量、壓縮彈性模量等。柔量J：一個彈性常數(shù)，它等于應變（或應變分量）對應力（或應力分量）之比。對一個完善的彈性材料來說，它是彈性模量的倒數(shù)，即材料每單位應力的變形率。常見的實驗測定的柔量有拉伸柔量、剪切柔量、蠕變柔量等。剪切模量G(ShearModulus)：剪切模量是指剪切應力與剪切應變之比。剪切模數(shù)G=剪切彈性模量G=切變彈性模量G切變彈性模量G,材料的基本物理特性參數(shù)之一，與楊氏(壓縮、拉伸)彈性模量E、泊桑比v并列為材料的三項基本物理特性參數(shù)，在材料力學、彈性力學中有廣泛的應用。其定義為：G=tN，其中G(Mpa)為切變彈性模量；T為剪切應力(Mpa)；Y為剪切應變(弧度)。體積模量K(BulkModulus)：體積模量可描述均質各向同性固體的彈性，可表示為單位面積的力，表示不可壓縮性。公式如下K=E/(3X(l-2Xv)),其中E為彈性模量，v為泊松比。具體可參考大學里的任一本彈性力學書。性質：物體在p0的壓力下體積為V0；若壓力增加(pO-pO+dP),貝I」體積減小為(VO-dV)。則被稱為該物體的體積模量(modulusofvolumeelasticity)。如在彈性范圍內，則專稱為體積彈性模量。體積模量是一個比較穩(wěn)定的材料常數(shù)。因為在各向均壓下材料的體積總是變小的，故K值永為正值，單位MPa。體積模量的倒數(shù)稱為體積柔量。體積模量和拉伸模量、泊松比之間有關系：E=3K(1-2p)。壓縮模量(CompressionModulus)：壓縮模量指壓應力與壓縮應變之比。儲能模量E'：儲能模量E'實質為楊氏模量，表述材料存儲彈性變形能量的能力。儲能模量表征的是材料變形后回彈的指標。儲能模量E'是指粘彈性材料在交變應力作用下一個周期內儲存能量的能力，通常指彈性；耗能模量E''：耗能模量E''是模量中應力與變形異步的組元;表征材料耗散變形能量的能力，體現(xiàn)了材料的粘性本質。耗能模量E''指的是在一個變化周期內所消耗能量的能力。通常指粘性切線模量(TangentModulus)：切線模量就是塑性階段，屈服極限和強度極限之間的曲線斜率。是應力應變曲線上應力對應變的一階導數(shù)。其大小與應力水平有關，并非一定值。切線模量一般用于增量有限元計算切線模量和屈服應力的單位都是N/m2截面模量：截面模量是構件截面的一個力學特性。是表示構件截面抵抗某種變形能力的指標，如抗彎截面模量、抗扭截面模量等。它只與截面的形狀及中和軸的位置有關，而與材料本身的性質無關。在有些書上，截面模量又稱為截面系數(shù)或截面抵抗矩等。強度:強度是指某種材料抵抗破壞的能力，即材料抵抗變形（彈性\塑性）和斷列的能力（應力）。一般只是針對材料而言的。它的大小與材料本身的性質及受力形式有關?？煞譃椋呵姸?、抗拉強度、抗壓強度、抗彎強度、抗剪強度等。如某種材料的抗拉強度、抗剪強度是指這種材料在單位面積上能承受的最大拉力、剪力，與材料的形狀無關。例如拉伸強度和拉伸模量的比較：他們的單位都是MPa或GPa。拉伸強度是指材料在拉伸過程中最大可以承受的應力，而拉伸模量是指材料在拉伸時的彈性。對于鋼材，例如45號鋼，拉伸模量在lOOMPa的量級，一般有200—500MPa，而拉伸模量在lOOGPa量級，一般是180－210Gpa。剛度:剛度（即硬度）指某種構件或結構抵抗變形的能力，是衡量材料產生彈性變形難易程度的指標，主要指引起單位變形時所需要的應力。一般是針對構件或結構而言的。它的大小不僅