剛性模量英文解釋翻譯、剛性模量的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 modulus of rigidity

分詞翻譯：

剛的英語翻譯：

exactly; immediately; just; strong; firm

模量的英語翻譯：

【化】 modulus

專業解析

剛性模量（Shear Modulus）是材料力學中的核心參數，用于量化材料抵抗剪切變形的能力，英文術語為Shear Modulus 或Modulus of Rigidity。其定義為材料在剪切應力（τ）作用下産生的剪切應變（γ）的比值，即材料發生單位剪切應變時所需的剪切應力。計算公式為：

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

其中：

$G$ 為剛性模量（單位：帕斯卡，Pa）；
$tau$ 為剪切應力（Pa）；
$gamma$ 為剪切應變（無量綱）。

關鍵特性與應用

物理意義
剛性模量反映材料在平行于截面的力作用下的抗變形能力。例如，螺栓緊固時承受的扭轉力、齒輪齒面的剪切力均依賴此參數設計。高剛性模量材料（如鋼材）不易發生剪切變形，而低模量材料（如橡膠）則易變形。
與彈性模量的區别
剛性模量專指剪切變形的抵抗能力，而彈性模量（楊氏模量）描述拉伸或壓縮變形的抵抗能力。兩者通過泊松比（ν）關聯： $$ G = frac{E}{2(1+ u)} $$ 其中 $E$ 為彈性模量。
典型材料取值

材料剛性模量 (GPa)

鋼 79–81

鋁 25–27

橡膠 0.0001–0.001

混凝土 12–20
工程應用
- 機械設計：軸類零件的扭轉剛度計算；
- 土木工程：評估建築結構在地震荷載下的抗剪性能；
- 材料科學：表征高分子材料或複合材料的彈性行為。

材料	剛性模量 (GPa)
鋼	79–81
鋁	25–27
橡膠	0.0001–0.001
混凝土	12–20

學術與行業參考來源

經典教材定義
《材料力學》（作者：Ferdinand P. Beer）明确将剛性模量定義為剪切應力與應變的線性比例系數，是各向同性材料的基本彈性常數之一。

來源：Beer, F. P., et al. Mechanics of Materials. McGraw-Hill Education.
國際标準
ASTM E143 标準詳細規定了室溫下剛性模量的測試方法，適用于金屬材料。

來源：ASTM International. Standard Test Method for Shear Modulus at Room Temperature.
工程手冊
《機械工程手冊》強調剛性模量在傳動軸設計中的關鍵作用，需結合疲勞強度綜合校核。

來源：中國機械工程學會. 機械工程手冊（第5卷）. 機械工業出版社.

擴展說明

各向異性材料：木材、晶體等材料的剛性模量隨方向變化，需通過張量形式描述。
溫度影響：多數材料的剛性模量隨溫度升高而降低（如高溫合金需特殊測試數據）。
測量方法：常用扭轉試驗或超聲波脈沖法測定，詳見标準 ISO 6721（聚合物動态力學性能）。

以上内容綜合經典教材、國際标準及工程實踐，完整定義與背景可進一步查閱材料力學專著或行業标準文獻。

網絡擴展解釋

剛性模量是材料力學中的重要概念，主要用于描述材料在剪切或扭轉應力下的彈性響應。以下是詳細解釋：

1.定義與計算公式

剛性模量（又稱剪切模量或切變模量）是材料在彈性變形範圍内，剪切應力（τ）與剪切應變（γ）的比值，公式為： $$ G = frac{tau}{gamma} $$ 其中，G表示剛性模量，單位為MPa或N/mm²。該值越大，材料抵抗剪切變形的能力越強。

2.物理意義

表征材料剛度：模量值高說明材料剛性大，受力時變形小，更接近剛體特性。
應用場景：常見于評估材料在剪切、扭轉載荷下的性能，如機械軸、彈簧等部件的設計。

3.測定方法

通常通過扭轉試驗測定，例如将圓柱形試樣固定一端并施加扭矩，測量另一端轉角，結合幾何參數計算G值。需注意，若試樣超過彈性極限，測得的值可能為“表觀剛性模量”，不能代表真實彈性行為。

4.與其他模量的關系

彈性模量：廣義彈性模量包含楊氏模量（拉伸）、體積模量（壓縮）和剪切模量（剛性模量）。
木材的特殊性：木材因各向異性，存在三種剛性模量（GLR、GLT、GRT），分别對應不同平面内的剪切變形。

5.實際應用示例

工程材料選擇：金屬的G值較高（如鋼約79 GPa），適合高剛度需求場景；橡膠G值低（約0.01 GPa），適用于柔性部件。
生物材料研究：木材不同切面的G值差異影響其加工和使用方式。

如需進一步了解具體材料的剛性模量參數，可參考材料力學手冊或專業測試報告。