
【化】 modulus in tension
contend with; defy; fight; refuse; repel; resist
【医】 Adv.; contra-; ob-
【机】 drawing ***
a few; count; enumerate; fate; frequently; list; number; numeral; numeric
reckon; repeatedly; serveral
【计】 crossing number; N
【医】 number
【经】 number
抗拉模数(Tensile Modulus)是材料力学中的核心参数,定义为材料在单向拉伸应力作用下,弹性变形阶段内应力与应变的线性比例系数,其计算公式为: $$ E = frac{sigma}{varepsilon} $$ 其中$E$为抗拉模数,$sigma$为拉伸应力,$varepsilon$为轴向应变。该指标反映了材料抵抗弹性形变的能力,数值越高表明材料刚性越强。
在工程应用中,抗拉模数是航空航天、汽车制造和建筑结构设计中材料选择的关键依据。例如飞机骨架采用高抗拉模数的钛合金,可同时实现轻量化与载荷承载需求。根据国际标准ASTM E111,抗拉模数需通过万能材料试验机进行单轴拉伸测试获得,测试条件需严格遵循温度20±2℃、湿度50±5%的环境控制要求。
该参数与弹性模数(Elastic Modulus)为同一物理量,但抗拉模数特指拉伸载荷下的弹性响应。在权威材料数据库MatWeb中,抗拉模数被归类为静态力学性能的基础指标,常与屈服强度、泊松比并列呈现。剑桥大学材料系研究指出,金属材料的抗拉模数普遍高于高分子材料2-3个数量级,例如钢的典型值为200GPa,而聚乙烯仅约0.8GPa。
“抗拉模数”这一术语在材料力学中并非标准表述,可能是对相关概念的混淆或口语化表达。以下是两种可能的解释方向,需根据具体语境判断:
弹性模量(Young's Modulus)是材料在弹性变形阶段内,应力与应变的比值,计算公式为: $$ E = frac{sigma}{varepsilon} $$ 其中:
它反映材料抵抗弹性变形的能力,例如钢材的弹性模量约为200 GPa,橡胶则低于0.1 GPa。
抗拉强度是材料在拉伸断裂前能承受的最大应力值,计算公式为: $$ sigma{text{max}} = frac{F{text{max}}}{A_0} $$ 其中:
它表示材料的承载极限,例如普通碳钢的抗拉强度约为400-550 MPa。
特性 | 弹性模量 | 抗拉强度 |
---|---|---|
物理意义 | 材料刚度(弹性变形难易) | 材料最大承载能力(断裂前) |
阶段 | 仅弹性阶段 | 塑性阶段至断裂点 |
单位 | GPa、MPa | MPa |
若需进一步分析材料性能,需明确具体参数:
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