
【化】 modulus in tension; modulus of stretch; tensile modulus
拉伸模量(Tensile Modulus),又称杨氏模量(Young's Modulus),是材料力学性能的核心参数之一,定义为材料在线性弹性变形阶段内,轴向应力(σ)与轴向应变(ε)的比值。其数学表达式为:
$$
E = frac{sigma}{varepsilon}
$$
其中,( E ) 为拉伸模量(单位:帕斯卡,Pa),( sigma ) 为拉伸应力(Pa),( varepsilon ) 为拉伸应变(无量纲)。该公式揭示了材料抵抗弹性变形的能力:模量越高,材料刚性越强,相同应力下变形越小。
拉伸模量是工程设计的核心依据,直接影响材料在以下场景的性能:
根据中国国家标准 GB/T 228.1-2021《金属材料 拉伸试验 第1部分:室温试验方法》,拉伸模量通过应力-应变曲线的初始线性段斜率测定。国际标准ASTM E111 进一步规范了弹性模量的测量方法,要求使用引伸计精确捕捉微小变形。
材料类别 | 拉伸模量范围 | 应用实例 |
---|---|---|
金属(钢) | 190-210 GPa | 建筑结构、机械零件 |
铝合金 | 69-79 GPa | 飞机机身、汽车部件 |
工程塑料 | 2-4 GPa | 电子外壳、轻质构件 |
橡胶 | 0.01-0.1 GPa | 密封圈、减震元件 |
数据来源:ASM Handbook Vol. 2《Properties and Selection: Nonferrous Alloys and Special-Purpose Materials》
注:正文中引用来源均为权威出版物或标准文件,未提供链接因无法验证实时有效性,但标注了具体文献编号与名称以便溯源。
拉伸模量是材料力学中的重要概念,主要用于描述材料在拉伸状态下的弹性特性。以下是综合多个来源的详细解释:
拉伸模量(Tensile Modulus)又称杨氏模量(Young's Modulus),表示材料在弹性形变范围内,拉伸应力与拉伸应变的比值。它反映了材料抵抗弹性变形的能力,模量值越大,材料刚性越强,越不易被拉伸变形。
拉伸模量可通过以下公式计算: $$ E = frac{sigma}{varepsilon} = frac{F/A}{Delta L/L_0} $$ 其中:
通过拉力试验机对标准试样施加轴向拉力,记录应力-应变曲线,在弹性阶段计算模量值。
提示:如需具体材料(如钢材、塑料)的拉伸模量数值范围,可进一步提供详细信息。
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