刚性模量英文解释翻译、刚性模量的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 modulus of rigidity

分词翻译：

刚的英语翻译：

exactly; immediately; just; strong; firm

模量的英语翻译：

【化】 modulus

专业解析

刚性模量（Shear Modulus）是材料力学中的核心参数，用于量化材料抵抗剪切变形的能力，英文术语为Shear Modulus 或Modulus of Rigidity。其定义为材料在剪切应力（τ）作用下产生的剪切应变（γ）的比值，即材料发生单位剪切应变时所需的剪切应力。计算公式为：

$$ G = frac{tau}{gamma} $$

其中：

$G$ 为刚性模量（单位：帕斯卡，Pa）；
$tau$ 为剪切应力（Pa）；
$gamma$ 为剪切应变（无量纲）。

关键特性与应用

物理意义
刚性模量反映材料在平行于截面的力作用下的抗变形能力。例如，螺栓紧固时承受的扭转力、齿轮齿面的剪切力均依赖此参数设计。高刚性模量材料（如钢材）不易发生剪切变形，而低模量材料（如橡胶）则易变形。
与弹性模量的区别
刚性模量专指剪切变形的抵抗能力，而弹性模量（杨氏模量）描述拉伸或压缩变形的抵抗能力。两者通过泊松比（ν）关联： $$ G = frac{E}{2(1+ u)} $$ 其中 $E$ 为弹性模量。
典型材料取值

材料刚性模量 (GPa)

钢 79–81

铝 25–27

橡胶 0.0001–0.001

混凝土 12–20
工程应用
- 机械设计：轴类零件的扭转刚度计算；
- 土木工程：评估建筑结构在地震荷载下的抗剪性能；
- 材料科学：表征高分子材料或复合材料的弹性行为。

材料	刚性模量 (GPa)
钢	79–81
铝	25–27
橡胶	0.0001–0.001
混凝土	12–20

学术与行业参考来源

经典教材定义
《材料力学》（作者：Ferdinand P. Beer）明确将刚性模量定义为剪切应力与应变的线性比例系数，是各向同性材料的基本弹性常数之一。

来源：Beer, F. P., et al. Mechanics of Materials. McGraw-Hill Education.
国际标准
ASTM E143 标准详细规定了室温下刚性模量的测试方法，适用于金属材料。

来源：ASTM International. Standard Test Method for Shear Modulus at Room Temperature.
工程手册
《机械工程手册》强调刚性模量在传动轴设计中的关键作用，需结合疲劳强度综合校核。

来源：中国机械工程学会. 机械工程手册（第5卷）. 机械工业出版社.

扩展说明

各向异性材料：木材、晶体等材料的刚性模量随方向变化，需通过张量形式描述。
温度影响：多数材料的刚性模量随温度升高而降低（如高温合金需特殊测试数据）。
测量方法：常用扭转试验或超声波脉冲法测定，详见标准 ISO 6721（聚合物动态力学性能）。

以上内容综合经典教材、国际标准及工程实践，完整定义与背景可进一步查阅材料力学专著或行业标准文献。

网络扩展解释

刚性模量是材料力学中的重要概念，主要用于描述材料在剪切或扭转应力下的弹性响应。以下是详细解释：

1.定义与计算公式

刚性模量（又称剪切模量或切变模量）是材料在弹性变形范围内，剪切应力（τ）与剪切应变（γ）的比值，公式为： $$ G = frac{tau}{gamma} $$ 其中，G表示刚性模量，单位为MPa或N/mm²。该值越大，材料抵抗剪切变形的能力越强。

2.物理意义

表征材料刚度：模量值高说明材料刚性大，受力时变形小，更接近刚体特性。
应用场景：常见于评估材料在剪切、扭转载荷下的性能，如机械轴、弹簧等部件的设计。

3.测定方法

通常通过扭转试验测定，例如将圆柱形试样固定一端并施加扭矩，测量另一端转角，结合几何参数计算G值。需注意，若试样超过弹性极限，测得的值可能为“表观刚性模量”，不能代表真实弹性行为。

4.与其他模量的关系

弹性模量：广义弹性模量包含杨氏模量（拉伸）、体积模量（压缩）和剪切模量（刚性模量）。
木材的特殊性：木材因各向异性，存在三种刚性模量（GLR、GLT、GRT），分别对应不同平面内的剪切变形。

5.实际应用示例

工程材料选择：金属的G值较高（如钢约79 GPa），适合高刚度需求场景；橡胶G值低（约0.01 GPa），适用于柔性部件。
生物材料研究：木材不同切面的G值差异影响其加工和使用方式。

如需进一步了解具体材料的刚性模量参数，可参考材料力学手册或专业测试报告。