
【计】 Euclidean norm
Euclid
【化】 modulus
欧几里得模量(Euclidean Modulus)是材料科学与固体力学中的一个专业术语,用于描述材料在线性弹性变形阶段抵抗变形的能力。该术语融合了数学概念“欧几里得”与工程概念“模量”,其核心含义如下:
欧几里得(Euclidean)
源于古希腊数学家欧几里得的几何学体系,特指符合经典欧几里得空间性质(如直线、平面、直角坐标系)的度量标准。在材料学中,引申为线性、均匀且各向同性的材料行为,即应力-应变关系遵循胡克定律(Hooke's Law),表现为一条通过原点的直线。
模量(Modulus)
表征材料刚度的物理量,定义为应力与应变的比值。常见模量包括杨氏模量(拉伸)、剪切模量(体积变形)等。欧几里得模量特指在理想线性弹性范围内的模量值。
欧几里得模量(E)的数学表达式为:
$$
E = frac{sigma}{varepsilon}
$$
其中:
该公式仅在弹性极限内成立,且要求材料行为符合欧几里得空间假设(线性、连续、均匀)。
材料刚度量化
欧几里得模量越高,材料抵抗弹性变形的能力越强(如金刚石 E ≈ 1000 GPa),反之则越易变形(如橡胶 E ≈ 0.01 GPa)。
设计安全边界
工程师依据欧几里得模量计算结构在弹性范围内的最大承载能力,避免塑性变形或断裂。例如,桥梁钢梁的挠度需满足:
$$
delta = frac{FL}{3EI}
$$
(F为载荷,L为长度,I为截面惯性矩)。
材料力学经典定义
“欧几里得模量是胡克定律在均匀各向同性材料中的直接体现,表征小变形下的线性弹性响应。”
— Gere, J. M., & Timoshenko, S. P. (1997). Mechanics of Materials. PWS Publishing.
国际标准
ASTM E111-17《弹性模量标准试验方法》规定欧几里得模量的测量需在应变率≤10⁻³/s下进行,确保材料处于准静态线性区间。
“欧几里得模量”并非独立术语,而是对杨氏模量(Young's Modulus)在特定语境下的强调,突出其基于经典线性理论的适用条件。实际工程中多直接使用“杨氏模量”。
“欧几里得模量”对应的英文术语为Euclidean norm(欧几里得范数),是向量空间中用于衡量向量长度的数学概念,通常称为L2范数。其计算方式为向量各分量平方平方根。例如,对于向量 ( mathbf{x} = (x_1, x_2, dots, x_n) ),其欧几里得范数公式为: $$ |mathbf{x}|_2 = sqrt{x_1 + x_2 + cdots + x_n} $$
与欧几里得度量的关系
欧几里得度量(Euclidean metric)即欧氏距离,用于计算多维空间中两点间的实际距离。若两点坐标为 ( mathbf{a} ) 和 ( mathbf{b} ),则距离公式为:
$$
d(mathbf{a}, mathbf{b}) = |mathbf{a} - mathbf{b}|_2
$$
这实际上是两点对应向差的欧几里得范数。
应用场景
“模量”在中文中多指材料力学中的弹性模量(modulus),但此处是数学术语的翻译差异。若需其他领域(如算法)相关内容,可进一步说明。
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