
【化】 modulus in tension; modulus of stretch; tensile modulus
拉伸模量(Tensile Modulus),又稱楊氏模量(Young's Modulus),是材料力學性能的核心參數之一,定義為材料線上性彈性變形階段内,軸向應力(σ)與軸向應變(ε)的比值。其數學表達式為:
$$
E = frac{sigma}{varepsilon}
$$
其中,( E ) 為拉伸模量(單位:帕斯卡,Pa),( sigma ) 為拉伸應力(Pa),( varepsilon ) 為拉伸應變(無量綱)。該公式揭示了材料抵抗彈性變形的能力:模量越高,材料剛性越強,相同應力下變形越小。
拉伸模量是工程設計的核心依據,直接影響材料在以下場景的性能:
根據中國國家标準 GB/T 228.1-2021《金屬材料 拉伸試驗 第1部分:室溫試驗方法》,拉伸模量通過應力-應變曲線的初始線性段斜率測定。國際标準ASTM E111 進一步規範了彈性模量的測量方法,要求使用引伸計精确捕捉微小變形。
材料類别 | 拉伸模量範圍 | 應用實例 |
---|---|---|
金屬(鋼) | 190-210 GPa | 建築結構、機械零件 |
鋁合金 | 69-79 GPa | 飛機機身、汽車部件 |
工程塑料 | 2-4 GPa | 電子外殼、輕質構件 |
橡膠 | 0.01-0.1 GPa | 密封圈、減震元件 |
數據來源:ASM Handbook Vol. 2《Properties and Selection: Nonferrous Alloys and Special-Purpose Materials》
注:正文中引用來源均為權威出版物或标準文件,未提供鍊接因無法驗證實時有效性,但标注了具體文獻編號與名稱以便溯源。
拉伸模量是材料力學中的重要概念,主要用于描述材料在拉伸狀态下的彈性特性。以下是綜合多個來源的詳細解釋:
拉伸模量(Tensile Modulus)又稱楊氏模量(Young's Modulus),表示材料在彈性形變範圍内,拉伸應力與拉伸應變的比值。它反映了材料抵抗彈性變形的能力,模量值越大,材料剛性越強,越不易被拉伸變形。
拉伸模量可通過以下公式計算: $$ E = frac{sigma}{varepsilon} = frac{F/A}{Delta L/L_0} $$ 其中:
通過拉力試驗機對标準試樣施加軸向拉力,記錄應力-應變曲線,在彈性階段計算模量值。
提示:如需具體材料(如鋼材、塑料)的拉伸模量數值範圍,可進一步提供詳細信息。
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