
【化】 modulus in tension
contend with; defy; fight; refuse; repel; resist
【醫】 Adv.; contra-; ob-
【機】 drawing ***
a few; count; enumerate; fate; frequently; list; number; numeral; numeric
reckon; repeatedly; serveral
【計】 crossing number; N
【醫】 number
【經】 number
抗拉模數(Tensile Modulus)是材料力學中的核心參數,定義為材料在單向拉伸應力作用下,彈性變形階段内應力與應變的線性比例系數,其計算公式為: $$ E = frac{sigma}{varepsilon} $$ 其中$E$為抗拉模數,$sigma$為拉伸應力,$varepsilon$為軸向應變。該指标反映了材料抵抗彈性形變的能力,數值越高表明材料剛性越強。
在工程應用中,抗拉模數是航空航天、汽車制造和建築結構設計中材料選擇的關鍵依據。例如飛機骨架采用高抗拉模數的钛合金,可同時實現輕量化與載荷承載需求。根據國際标準ASTM E111,抗拉模數需通過萬能材料試驗機進行單軸拉伸測試獲得,測試條件需嚴格遵循溫度20±2℃、濕度50±5%的環境控制要求。
該參數與彈性模數(Elastic Modulus)為同一物理量,但抗拉模數特指拉伸載荷下的彈性響應。在權威材料數據庫MatWeb中,抗拉模數被歸類為靜态力學性能的基礎指标,常與屈服強度、泊松比并列呈現。劍橋大學材料系研究指出,金屬材料的抗拉模數普遍高于高分子材料2-3個數量級,例如鋼的典型值為200GPa,而聚乙烯僅約0.8GPa。
“抗拉模數”這一術語在材料力學中并非标準表述,可能是對相關概念的混淆或口語化表達。以下是兩種可能的解釋方向,需根據具體語境判斷:
彈性模量(Young's Modulus)是材料在彈性變形階段内,應力與應變的比值,計算公式為: $$ E = frac{sigma}{varepsilon} $$ 其中:
它反映材料抵抗彈性變形的能力,例如鋼材的彈性模量約為200 GPa,橡膠則低于0.1 GPa。
抗拉強度是材料在拉伸斷裂前能承受的最大應力值,計算公式為: $$ sigma{text{max}} = frac{F{text{max}}}{A_0} $$ 其中:
它表示材料的承載極限,例如普通碳鋼的抗拉強度約為400-550 MPa。
特性 | 彈性模量 | 抗拉強度 |
---|---|---|
物理意義 | 材料剛度(彈性變形難易) | 材料最大承載能力(斷裂前) |
階段 | 僅彈性階段 | 塑性階段至斷裂點 |
單位 | GPa、MPa | MPa |
若需進一步分析材料性能,需明确具體參數:
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