弹性模量定义
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弹性模量定义
弹性模量又名弹性模型,是线性弹性材料的质量特性,可表示材料在受力后所反映的抗变形能力。
它是衡量材料弹性特性的重要参数及材料分析的重要参照,也是力学工程中最常用的参数之一。
弹性模量定义:当外力作用于弹性体时,弹性体可以出现变形并存在有限的应变,此时作用于弹性体的外力称为弹性模量。
弹性模量可以表示为一个定义常数,即外力(N/m2)除以对应的变形量(m),表示为:
E=F/u
其中,E为弹性模量,单位是N/m2;F为外力,单位是N;u为变形量,单位是m。
弹性模量广泛应用于工程领域,其可以帮助工程师正确估算所选材料的抗变形能力,从而避免材料受外力作用下出现过大变形,从而造成损坏。
不同物质的弹性模量有显著的差异。
从普通的结构材料如水泥,钢筋和木材的弹性模量来看,它们的弹性模量都在几GPa以下,硬塑料的弹性模量介于几GPa到几十GPa之间,而硬质合金的弹性模量可高达九十GPa,晶体的弹性模量可以达到几百GPa。
这些物质之间弹性模量的大小取决于其宏观结构特性,因此,通过改变这些物质的宏观结构参数,可以改变它们的弹性模量。
此外,不同材料的热膨胀系数也会影响弹性模量,热膨胀系数越大,材料越容易受到外力的影响,因此其弹性模量也会变小。
常见材
料的热膨胀系数介于0.9×10-6/℃到1.8×10-6/℃之间,而金属材料的热膨胀系数比一般材料高几个数量级,因此在使用金属时需要考虑它的变形量。
最后,由于各种不同材料的特性,弹性模量还受到温度的影响。
当温度升高时,材料的结构变弱,弹性模量会相应降低;相反,当温度降低时,材料的弹性模量会相应增加。
因此,材料在不同温度下应用,其弹性模量也会不同,工程师应根据应用场景来估算材料弹性模量。
总而言之,弹性模量是衡量材料弹性特性的重要参数,它是材料分析和力学工程中最常用的参数之一。
它受到很多因素的影响,因此在使用材料时,要根据应用场景正确估算其弹性模量,以免材料受外力作用而出现过大变形,从而造成损害。