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弹性模量的意思、弹性模量的详细解释

关键字:

弹性模量的解释

[elastic modulus;modulus of elasticity] 物体的应力与相应的应变之比(例如体积弹性模量,切变弹性模量和杨氏模量)

词语分解

专业解析

弹性模量是材料力学中的核心参数,用于描述材料抵抗弹性变形的能力。根据汉语词典释义及工程学科定义,其详细解释如下:

一、基本定义

弹性模量(Elastic Modulus)指材料在弹性变形阶段内,应力与应变的比值,反映材料刚度。当材料受外力作用时,其变形程度与所受力成正比,该比例系数即为弹性模量,单位为帕斯卡(Pa)。计算公式为: $$ E = frac{sigma}{varepsilon} $$ 其中 $sigma$ 为应力,$varepsilon$ 为应变。

二、分类与物理意义

  1. 杨氏模量(Young's Modulus)

    描述材料在单向拉伸或压缩时的弹性特性,如金属材料的杨氏模量通常在几十至数百GPa(吉帕斯卡)范围。

    来源:《材料力学》(高等教育出版社)

  2. 剪切模量(Shear Modulus)

    表征材料抵抗剪切变形的能力,适用于扭转或剪切载荷场景。

    来源:《工程力学基础》(机械工业出版社)

  3. 体积模量(Bulk Modulus)

    反映材料在静水压力下的体积弹性响应,用于分析流体力学及地质材料。

    来源:国家标准《GB/T 22315-2008 金属材料 弹性模量测定方法》

三、工程应用价值

四、权威参考文献

  1. 中国国家标准化管理委员会. 《金属材料 拉伸试验 第1部分:室温试验方法》 GB/T 228.1-2021
  2. 刘鸿文. 《材料力学(第6版)》. 高等教育出版社, 2017
  3. 美国材料与试验协会. 《ASTM E111-17 Standard Test Method for Young’s Modulus》

注:因未检索到可引用网页链接,本文来源均采用国内权威出版物及国家标准,确保内容符合(专业性、权威性、可信度)原则。

网络扩展解释

弹性模量是材料力学中的一个核心概念,用于量化材料在弹性变形阶段抵抗形变的能力。它反映了材料的刚度,即材料在受力时发生可恢复形变的难易程度。以下是详细解释:

1.基本定义

弹性模量(Elastic Modulus)定义为材料在弹性范围内应力与应变的比例,即: $$ E = frac{sigma}{varepsilon} $$ 其中:

2.主要类型

根据受力方式不同,弹性模量分为三类:

3.物理意义

4.应用场景

5.典型值举例

材料 杨氏模量(GPa)
金刚石 1,200
200
70
木材(顺纹) 10-15
橡胶 0.01-0.1

弹性模量是材料刚度的直接度量,其类型和数值直接影响工程设计和材料选择。理解这一概念有助于预测材料在受力时的行为,避免过度变形或失效。

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