杨氏模量、弹性模量、剪切模量、体积模量、强度、刚度

合集下载

杨氏模量、弹性模量、剪切模量、体积模量、强度、刚度

杨氏模量、弹性模量、剪切模量、体积模量、强度、刚度

杨氏模量、弹性模量、剪切模量、体积模量、强度、刚度、柔度、刚性、柔性、泊松比、剪切应变、体积应变“模量”可以理解为是一种标准量或指标。

材料的“模量”一般前面要加说明语,如弹性模量、压缩模量、剪切模量、截面模量等。

这些都是与变形有关的一种指标。

杨氏模量(Y oung's Modulus):杨氏模量是表征在弹性限度内物质材料抗拉或抗压的物理量,它是沿纵向的弹性模量,也是材料力学中的名词。

1807年因英国医生兼物理学家托马斯·杨(Thomas Y oung, 1773-1829) 所得到的结果而命名。

根据胡克定律,在物体的弹性限度内,应力与应变成正比,比值被称为材料的杨氏模量,它是表征材料性质的一个物理量,仅取决于材料本身的物理性质。

杨氏模量的大小标志了材料的刚性,杨氏模量越大,越不容易发生形变。

对于线弹性材料有公式σ(正应力)=Eε(正应变)成立,式中σ为正应力,ε为正应变,E为弹性模量,是与材料有关的常数,与材料本身的性质有关。

在材料力学方面,研究了剪形变,认为剪应力是一种弹性形变。

钢的杨氏模量大约为2×1011N·m-2,铜的是1.1×1011 N·m-2。

弹性模量和杨氏模量很相似,弹性模量有拉伸和剪切的两个方向,杨氏主要指的是拉伸的。

测量杨氏模量的方法一般有拉伸法、梁弯曲法、振动法、内耗法等,还出现了利用光纤位移传感器、莫尔条纹、电涡流传感器和波动传递技术(微波或超声波)等实验技术和方法测量杨氏模量。

弹性模量(Elastic Modulus):弹性模量E是指材料在弹性变形范围内(即在比例极限内),作用于材料上的纵向应力与纵向应变的比例常数。

也常指材料所受应力如拉伸,压缩,弯曲,扭曲,剪切等)与材料产生的相应应变之比。

弹性模量是表征晶体中原子间结合力强弱的物理量,故是组织结构不敏感参数。

在工程上,弹性模量则是材料刚度的度量,是物体变形难易程度的表征。

各种模量的关系及定义

各种模量的关系及定义

“模量”可以理解为是一种标准量或指标。

材料的“模量”一般前面要加说明语,如弹性模量、压缩模量、剪切模量、截面模量等。

这些都是与变形有关的一种指标。

杨氏模量(Young's Modulus):杨氏模量就是弹性模量,这是材料力学里的一个概念。

对于线弹性材料有公式σ(正应力)=Eε(正应变)成立,式中σ为正应力,ε为正应变,E为弹性模量,是与材料有关的常数,与材料本身的性质有关。

杨(ThomasYoung1773~1829)在材料力学方面,研究了剪形变,认为剪应力是一种弹性形变。

1807年,提出弹性模量的定义,为此后人称弹性模量为杨氏模量。

钢的杨氏模量大约为2×1011N·m-2,铜的是1.1×1011 N·m-2。

弹性模量(Elastic Modulus)E:弹性模量E是指材料在弹性变形范围内(即在比例极限内),作用于材料上的纵向应力与纵向应变的比例常数。

也常指材料所受应力如拉伸,压缩,弯曲,扭曲,剪切等)与材料产生的相应应变之比。

弹性模量是表征晶体中原子间结合力强弱的物理量,故是组织结构不敏感参数。

在工程上,弹性模量则是材料刚度的度量,是物体变形难易程度的表征。

弹性模量E在比例极限内,应力与材料相应的应变之比。

对于有些材料在弹性范围内应力-应变曲线不符合直线关系的,则可根据需要可以取切线弹性模量、割线弹性模量等人为定义的办法来代替它的弹性模量值。

根据不同的受力情况,分别有相应的拉伸弹性模量modulus of elasticity for tension (杨氏模量)、剪切弹性模量shear modulus of elasticity (刚性模量)、体积弹性模量、压缩弹性模量等。

剪切模量G(Shear Modulus):剪切模量是指剪切应力与剪切应变之比。

剪切模数G=剪切弹性模量G=切变弹性模量G 切变弹性模量G,材料的基本物理特性参数之一,与杨氏(压缩、拉伸)弹性模量E、泊桑比ν并列为材料的三项基本物理特性参数,在材料力学、弹性力学中有广泛的应用。

强度,刚度,弹性模量的区别和联系

强度,刚度,弹性模量的区别和联系

强度定义1、材料、机械零件和构件抵抗外力而不失效的能力。

强度包括材料强度和结构强度两方面。

强度问题有狭义和广义两种涵义。

狭义的强度问题指各种断裂和塑性变形过大的问题。

广义的强度问题包括强度、刚度和稳定性问题,有时还包括机械振动问题。

强度要求是机械设计的一个基本要求。

材料强度指材料在不同影响因素下的各种力学性能指标。

影响因素包括材料的化学成分、加工工艺、热处理制度、应力状态,载荷性质、加载速率、温度和介质等。

按照材料的性质,材料强度分为脆性材料强度、塑性材料强度和带裂纹材料的强度。

①脆性材料强度:铸铁等脆性材料受载后断裂比较突然,几乎没有塑性变形。

脆性材料以其强度极限为计算强度的标准。

强度极限有两种:拉伸试件断裂前承受过的最大名义应力称为材料的抗拉强度极限,压缩试件的最大名义应力称为抗压强度极限。

②塑性材料强度:钦钢等塑性材料断裂前有较大的塑性变形,它在卸载后不能消失,也称残余变形。

塑性材料以其屈服极限为计算强度的标准。

材料的屈服极限是拉伸试件发生屈服现象(应力不变的情况下应变不断增大的现象)时的应力。

对于没有屈服现象的塑性材料,取与0。

2%的塑性变形相对应的应力为名义屈服极限,用σ0。

2表示。

③带裂纹材料的强度:常低于材料的强度极限,计算强度时要考虑材料的断裂韧性(见断裂力学分析)。

对于同一种材料,采用不同的热处理制度,则强度越高的断裂韧性越低。

按照载荷的性质,材料强度有静强度、冲击强度和疲劳强度。

材料在静载荷下的强度,根据材料的性质,分别用屈服极限或强度极限作为计算强度的标准。

材料受冲击载荷时,屈服极限和强度极限都有所提高(见冲击强度)。

材料受循环应力作用时的强度,通常以材料的疲劳极限为计算强度的标准(见疲劳强度设计)。

此外还有接触强度(见接触应力)。

按照环境条件,材料强度有高温强度和腐蚀强度等。

高温强度包括蠕变强度和持久强度。

当金属承受外载荷时的温度高于再结晶温度(已滑移晶体能够回复到未变形晶体所需要的最低温度)时,塑性变形后的应变硬化由于高温退火而迅速消除,因此在载荷不变的情况下,变形不断增长,称为蠕变现象,以材料的蠕变极限为其计算强度的标准。

杨氏模量、弹性模量、剪切模量、体积模量、强度、刚度

杨氏模量、弹性模量、剪切模量、体积模量、强度、刚度

羇截面模量:
莄截面模量是构件截面的一个力学特性。是表示构件截面抵抗某种变形能力的指标,如抗弯截面模 量、抗扭截面模量等。它只与截面的形状及中和轴的位置有关,而与材料本身的性质无关。在有 些书上,截面模量又称为截面系数或截面抵抗矩等。

蒈强度 :
莈强度是指某种材料抵抗破坏的能力,即材料抵抗变形 (弹性 塑性 )和断列的能力 (应力 )。一般只是 针对材料而言的。它的大小与材料本身的性质及受力形式有关。可分为:屈服强度、抗拉强度、 抗压强度、抗弯强度、抗剪强度等。
模量等。

蝿剪切模量 G(Shear Modulus):

膃剪切模量是指剪切应力与剪切应变之比。剪切模数 G=剪切弹性模量 G=切变弹性模量 G 切变弹 性模量 G,材料的基本物理特性参数之一,与杨氏 (压缩、拉伸 )弹性模量 E、泊桑比 ν 并列为材料 的三项基本物理特性参数,在材料力学、弹性力学中有广泛的应用。
袂如某种材料的抗拉强度、抗剪强度是指这种材料在单位面积上能承受的最大拉力、剪力,与材料 的形状无关。

薇例如拉伸强度和拉伸模量的比较:他们的单位都是 MPa 或 GPa。拉伸强度是指材料在拉伸过程
中最大可以承受的应力,而拉伸模量是指材料在拉伸时的弹性。对于钢材,例如
45 号钢,拉伸模
量在 100MPa 的量级,一般有 200-500MPa,而拉伸模量在 100GPa量级,一般是 180- 210Gpa。


膂刚度 :
薇刚度 (即硬度 )指某种构件或结构抵抗变形的能力,是衡量材料产生弹性变形难易程度的指标,主 要指引起单位变形时所需要的应力。一般是针对构件或结构而言的。它的大小不仅与材料本身的 性质有关,而且与构件或结构的截面和形状有关。

常用工程材料属性弹性模量泊松比质量密度抗剪模张力强度屈服度度

常用工程材料属性弹性模量泊松比质量密度抗剪模张力强度屈服度度

常用工程材料属性弹性模量泊松比质量密度抗剪模张力强度屈服度度1. 弹性模量(Young's modulus):弹性模量反映了材料在外力作用下的变形程度。

它定义为材料在线性弹性阶段的应力与应变的比值。

单位为帕斯卡(Pa)或兆帕(MPa)。

弹性模量越大,材料的刚度越高,抗变形能力越强。

典型弹性模量值:金属约为100-400GPa,钢约为200-210GPa,铝约为70GPa。

2. 泊松比(Poisson's ratio):泊松比定义为材料纵向(拉伸方向)的应变与横向(垂直拉伸方向)应变之比。

它是衡量材料的压缩性和延展性的能力的参数。

泊松比一般介于0和0.5之间,无量纲。

对于大多数金属材料,泊松比约为0.33. 质量密度(Density):质量密度是指物质的质量与体积的比值,单位为千克每立方米(kg/m³)或克每立方厘米(g/cm³)。

质量密度是衡量材料重量的参数,越大则材料越重。

4. 抗剪模量(Shear modulus):抗剪模量是材料在纵向剪切应力作用下的刚度指标。

它描述了材料的剪切刚度。

单位为帕斯卡(Pa)或兆帕(MPa)。

典型抗剪模量值:金属约为1/3-1/4弹性模量。

5. 张力强度(Tensile strength):张力强度指材料在拉伸过程中所能承受的最大应力。

单位为帕斯卡(Pa)或兆帕(MPa)。

张力强度较高的材料具有抵抗拉伸破坏的能力。

典型张力强度值:钢的张力强度约为300-400MPa,铝的张力强度约为150-300MPa。

6. 屈服度(Yield strength):屈服度是指材料在拉伸过程中从线性弹性阶段到塑性变形阶段的变化点,也称为屈服点。

屈服度是标志材料开始塑性变形的临界应力。

单位为帕斯卡(Pa)或兆帕(MPa)。

通常屈服度值会低于张力强度,典型屈服度值:钢的屈服度约为200-400MPa,铝的屈服度约为50-250MPa。

总结:以上所介绍的常用工程材料属性包括弹性模量、泊松比、质量密度、抗剪模量、张力强度和屈服度等,它们对于材料的应用、设计和性能具有重要意义,不同材料的这些属性值也有很大的差异。

力学中的各种模量概念,你都区分清楚了吗?

力学中的各种模量概念,你都区分清楚了吗?

力学中的各种模量概念,你都区分清楚了吗?"模量"可以理解为是一种标准量或指标。

材料的"模量"一般前面要加说明语,如弹性模量、压缩模量、剪切模量、截面模量等,这些都是与变形有关的指标。

(1) 杨氏模量(Young Modulus):杨氏模量就是弹性模量,这是材料力学里的一个概念。

对于线弹性材料有公式σ(正应力)=E*ε(正应变)成立,式中σ为正应力,ε为正应变,E为弹性模量,是与材料有关的常数,与材料本身的性质有关。

杨(ThomasYoung1773~1829)研究了材料的剪形变,认为剪应力是一种弹性形变。

1807年,他提出弹性模量的定义,为此后人将弹性模量称为杨氏模量。

钢的杨氏模量大约为2.01e11N/m^2,铜的是1.1e11 N/m^2。

(2) 弹性模量E(Elastic Modulus):弹性模量E是指材料在弹性变形范围内(即在比例极限内),作用于材料上的纵向应力与纵向应变的比例常数。

也常指材料所受应力如拉伸,压缩,弯曲,扭曲,剪切等)与材料产生的相应应变之比。

弹性模量是表征晶体中原子间结合力强弱的物理量,故是组织结构不敏感参数。

在工程上,弹性模量则是材料刚度的度量,是物体变形难易程度的表征。

对于某些材料在弹性范围内应力-应变曲线并不符合直线关系的,则可根据需要取切线弹性模量、割线弹性模量等人为定义的办法来代替它的弹性模量值。

根据不同的受力情况,分别有相应的拉伸弹性模量modulus of elasticity for tension (杨氏模量)、剪切弹性模量shearmodulus of elasticity (刚性模量)、体积弹性模量、压缩弹性模量等。

(3) 剪切模量G(Shear Modulus):剪切模量是指剪切应力与剪切应变之比。

剪切模数G=剪切弹性模量G=切变弹性模量G。

它是材料的基本物理特性参数之一,与杨氏(压缩、拉伸)弹性模量E、泊桑比ν并列为材料的三项基本物理特性参数,在材料力学、弹性力学中有广泛的应用。

振动常用名词解释

振动常用名词解释

杨氏模量、弹性模量、剪切模量、体积模量、强度、刚度“模量”可以理解为是一种标准量或指标。

材料的“模量”一般前面要加说明语,如弹性模量、压缩模量、剪切模量、截面模量等。

这些都是与变形有关的一种指标。

杨氏模量(Young's Modulus):杨氏模量就是弹性模量,这是材料力学里的一个概念。

对于线弹性材料有公式σ(正应力)=E ε(正应变)成立,式中σ为正应力,ε为正应变,E为弹性模量,是与材料有关的常数,与材料本身的性质有关。

杨(ThomasYoung1773~1829)在材料力学方面,研究了剪形变,认为剪应力是一种弹性形变。

1807年,提出弹性模量的定义,为此后人称弹性模量为杨氏模量。

钢的杨氏模量大约为2×1011N·m‐2,铜的是1.1×1011 N·m‐2。

弹性模量(Elastic Modulus)E:弹性模量E是指材料在弹性变形范围内(即在比例极限内),作用于材料上的纵向应力与纵向应变的比例常数。

也常指材料所受应力如拉伸,压缩,弯曲,扭曲,剪切等)与材料产生的相应应变之比。

弹性模量是表征晶体中原子间结合力强弱的物理量,故是组织结构不敏感参数。

在工程上,弹性模量则是材料刚度的度量,是物体变形难易程度的表征。

弹性模量E在比例极限内,应力与材料相应的应变之比。

对于有些材料在弹性范围内应力‐应变曲线不符合直线关系的,则可根据需要可以取切线弹性模量、割线弹性模量等人为定义的办法来代替它的弹性模量值。

根据不同的受力情况,分别有相应的拉伸弹性模量modulus of elasticity for tension (杨氏模量)、剪切弹性模量shear modulus of elasticity (刚性模量)、体积弹性模量、压缩弹性模量等。

剪切模量G(Shear Modulus):剪切模量是指剪切应力与剪切应变之比。

剪切模数G=剪切弹性模量G=切变弹性模量G 切变弹性模量G,材料的基本物理特性参数之一,与杨氏(压缩、拉伸)弹性模量E、泊桑比ν并列为材料的三项基本物理特性参数,在材料力学、弹性力学中有广泛的应用。

弹性模量、剪切模量、 体积模量 、强度、刚度

弹性模量、剪切模量、 体积模量 、强度、刚度

弹性模量、剪切模量、体积模量、强度、刚度弹性模量、剪切模量、体积模量、强度、刚度"模量"可以理解为是一种标准量或指标。

材料的"模量"一般前面要加说明语,如弹性模量、压缩模量、剪切模量、截面模量等。

这些都是与变形有关的一种指标。

杨氏模量(Young'sModulus):杨氏模量就是弹性模量,这是材料力学里的一个概念。

对于线弹性材料有公式σ(正应力)=Eε(正应变)成立,式中σ为正应力,ε为正应变,E为弹性模量,是与材料有关的常数,与材料本身的性质有关。

杨(ThomasYoung1773~1829) 在材料力学方面,研究了剪形变,认为剪应力是一种弹性形变。

1807年,提出弹性模量的定义,为此后人称弹性模量为杨氏模量。

钢的杨氏模量大约为2×1011N?m-2,铜的是1.1×1011N?m-2。

弹性模量(ElasticModulus)E:弹性模量E是指材料在弹性变形范围内(即在比例极限内),作用于材料上的纵向应力与纵向应变的比例常数。

也常指材料所受应力如拉伸,压缩,弯曲,扭曲,剪切等)与材料产生的相应应变之比。

弹性模量是表征晶体中原子间结合力强弱的物理量,故是组织结构不敏感参数。

在工程上,弹性模量则是材料刚度的度量,是物体变形难易程度的表征。

弹性模量E在比例极限内,应力与材料相应的应变之比。

对于有些材料在弹性范围内应力-应变曲线不符合直线关系的,则可根据需要可以取切线弹性模量、割线弹性模量等人为定义的办法来代替它的弹性模量值。

根据不同的受力情况,分别有相应的拉伸弹性模量modulusofelasticityfortension(杨氏模量)、剪切弹性模量shearmodulusofelasticity(刚性模量)、体积弹性模量、压缩弹性模量等。

剪切模量G(ShearModulus):剪切模量是指剪切应力与剪切应变之比。

剪切模数G=剪切弹性模量G=切变弹性模量G切变弹性模量G,材料的基本物理特性参数之一,与杨氏(压缩、拉伸)弹性模量E、泊桑比ν并列为材料的三项基本物理特性参数,在材料力学、弹性力学中有广泛的应用。

模量、强度、刚度的详细说明

模量、强度、刚度的详细说明

弹性(杨氏)模量、剪切模量、体积模量、强度、刚度“模量”可以理解为是一种标准量或指标。

材料的“模量”一般前面要加说明语,如弹性模量、压缩模量、剪切模量、截面模量等。

这些都是与变形有关的一种指标,单位为Pa也就是帕斯卡。

但是通常在工程的使用中,因各材料杨氏模量的量值都十分的大,所以常以百万帕斯卡(MPa)或十亿帕斯卡(GPa)作为其单位。

1、杨氏模量(Young's Modulus) ——E:杨氏模量就是弹性模量,这是材料力学里的一个概念。

对于线弹性材料有公式σ(正应力)=E·ε(正应变)成立,式中σ为正应力,ε为正应变,E为弹性模量,是与材料有关的常数,与材料本身的性质有关。

杨(ThomasYoung1773~1829)在材料力学方面,研究了剪形变,认为剪应力是一种弹性形变。

1807年,提出弹性模量的定义,为此后人称弹性模量为杨氏模量。

钢的杨氏模量大约为2×1011N/m2,铜的是1.1×1011 N/m2。

2、弹性模量(Elastic Modulus)——E:弹性模量E是指材料在弹性变形范围内(即在比例极限内),作用于材料上的纵向应力与纵向应变的比例常数,也常指材料所受应力(如拉伸、压缩、弯曲、扭曲、剪切等)与材料产生的相应应变之比。

弹性模量E在比例极限内,应力与材料相应的应变之比。

对于有些材料在弹性范围内应力-应变曲线不符合直线关系的,则可根据需要可以取切线弹性模量、割线弹性模量等人为定义的办法来代替它的弹性模量值。

根据不同的受力情况,分别有相应的拉伸弹性模量modulus of elasticity for tension (杨氏模量)、剪切弹性模量shear modulus of elasticity (刚性模量)、体积弹性模量、压缩弹性模量等。

2.1、剪切模量G(Shear Modulus):剪切模量是指剪切应力与剪切应变之比。

剪切模数G=剪切弹性模量G=切变弹性模量G 。

CAE常用材料属性参数

CAE常用材料属性参数

CAE常用材料属性参数CAE(计算机辅助工程)是一种利用计算机仿真和模拟技术来分析和优化产品设计的方法。

在CAE中,材料的属性参数是十分重要的,它们用于定义材料的力学、热学、电学、磁学等性质,以便进行准确的仿真和分析。

下面是一些常用的材料属性参数:1.密度:材料的密度是指单位体积内的质量。

在CAE中,密度用于计算材料的质量和惯性。

2.弹性模量:弹性模量是材料在受力时恢复原状的能力。

它描述了材料的刚度和变形量之间的关系。

常用的弹性模量有杨氏模量、剪切模量和泊松比。

3.热膨胀系数:热膨胀系数描述了材料在受热时的线膨胀量。

它用于计算材料在热载荷下的变形和应力。

4.热导率:热导率是材料传导热量的能力。

它用于计算材料在热载荷下的温度分布和热流。

5.热容量:热容量是材料吸收或释放热能的能力。

它用于计算材料在热载荷下的温度变化。

6.电导率:电导率是材料导电的能力。

它用于计算材料在电载荷下的电流分布和电势。

7.磁导率:磁导率是材料导磁的能力。

它用于计算材料在磁载荷下的磁场分布和磁势。

8.断裂韧性:断裂韧性描述了材料在受力下的断裂能力。

它用于预测材料的破坏行为和寿命。

9.硬度:硬度是材料抵抗局部塑性变形的能力。

它用于评估材料的耐磨性和耐腐蚀性。

10.可塑性指数:可塑性指数描述了材料的可塑性和延展性。

它用于评估材料的成型性能和变形能力。

这些材料属性参数在CAE中被广泛应用,用于模拟和分析各种工程问题,如结构强度分析、热传导分析、电磁场分析等。

通过准确定义材料的属性参数,可以提高CAE的仿真和预测能力,从而优化产品设计和改善工程性能。

强度,刚度,弹性模量的区别和联系

强度,刚度,弹性模量的区别和联系

强度定义1、材料、机械零件和构件抵抗外力而不失效的能力。

强度包括材料强度和结构强度两方面。

强度问题有狭义和广义两种涵义。

狭义的强度问题指各种断裂和塑性变形过大的问题。

广义的强度问题包括强度、刚度和稳定性问题,有时还包括机械振动问题。

强度要求是机械设计的一个基本要求。

材料强度指材料在不同影响因素下的各种力学性能指标。

影响因素包括材料的化学成分、加工工艺、热处理制度、应力状态,载荷性质、加载速率、温度和介质等。

按照材料的性质,材料强度分为脆性材料强度、塑性材料强度和带裂纹材料的强度。

①脆性材料强度:铸铁等脆性材料受载后断裂比较突然,几乎没有塑性变形。

脆性材料以其强度极限为计算强度的标准。

强度极限有两种:拉伸试件断裂前承受过的最大名义应力称为材料的抗拉强度极限,压缩试件的最大名义应力称为抗压强度极限。

②塑性材料强度:钦钢等塑性材料断裂前有较大的塑性变形,它在卸载后不能消失,也称残余变形。

塑性材料以其屈服极限为计算强度的标准。

材料的屈服极限是拉伸试件发生屈服现象(应力不变的情况下应变不断增大的现象)时的应力。

对于没有屈服现象的塑性材料,取与0。

2%的塑性变形相对应的应力为名义屈服极限,用σ0。

2表示。

③带裂纹材料的强度:常低于材料的强度极限,计算强度时要考虑材料的断裂韧性(见断裂力学分析)。

对于同一种材料,采用不同的热处理制度,则强度越高的断裂韧性越低。

按照载荷的性质,材料强度有静强度、冲击强度和疲劳强度。

材料在静载荷下的强度,根据材料的性质,分别用屈服极限或强度极限作为计算强度的标准。

材料受冲击载荷时,屈服极限和强度极限都有所提高(见冲击强度)。

材料受循环应力作用时的强度,通常以材料的疲劳极限为计算强度的标准(见疲劳强度设计)。

此外还有接触强度(见接触应力)。

按照环境条件,材料强度有高温强度和腐蚀强度等。

高温强度包括蠕变强度和持久强度。

当金属承受外载荷时的温度高于再结晶温度(已滑移晶体能够回复到未变形晶体所需要的最低温度)时,塑性变形后的应变硬化由于高温退火而迅速消除,因此在载荷不变的情况下,变形不断增长,称为蠕变现象,以材料的蠕变极限为其计算强度的标准。

强度,刚度,弹性模量的区别和联系

强度,刚度,弹性模量的区别和联系

强度定义1、材料、机械零件和构件抵抗外力而不失效的能力。

强度包括材料强度和结构强度两方面。

强度问题有狭义和广义两种涵义。

狭义的强度问题指各种断裂和塑性变形过大的问题。

广义的强度问题包括强度、刚度和稳定性问题,有时还包括机械振动问题。

强度要求是机械设计的一个基本要求。

材料强度指材料在不同影响因素下的各种力学性能指标。

影响因素包括材料的化学成分、加工工艺、热处理制度、应力状态,载荷性质、加载速率、温度和介质等。

按照材料的性质,材料强度分为脆性材料强度、塑性材料强度和带裂纹材料的强度。

①脆性材料强度:铸铁等脆性材料受载后断裂比较突然,几乎没有塑性变形。

脆性材料以其强度极限为计算强度的标准。

强度极限有两种:拉伸试件断裂前承受过的最大名义应力称为材料的抗拉强度极限,压缩试件的最大名义应力称为抗压强度极限。

②塑性材料强度:钦钢等塑性材料断裂前有较大的塑性变形,它在卸载后不能消失,也称残余变形。

塑性材料以其屈服极限为计算强度的标准。

材料的屈服极限是拉伸试件发生屈服现象(应力不变的情况下应变不断增大的现象)时的应力。

对于没有屈服现象的塑性材料,取与0。

2%的塑性变形相对应的应力为名义屈服极限,用σ0。

2表示。

③带裂纹材料的强度:常低于材料的强度极限,计算强度时要考虑材料的断裂韧性(见断裂力学分析)。

对于同一种材料,采用不同的热处理制度,则强度越高的断裂韧性越低。

按照载荷的性质,材料强度有静强度、冲击强度和疲劳强度。

材料在静载荷下的强度,根据材料的性质,分别用屈服极限或强度极限作为计算强度的标准。

材料受冲击载荷时,屈服极限和强度极限都有所提高(见冲击强度)。

材料受循环应力作用时的强度,通常以材料的疲劳极限为计算强度的标准(见疲劳强度设计)。

此外还有接触强度(见接触应力)。

按照环境条件,材料强度有高温强度和腐蚀强度等。

高温强度包括蠕变强度和持久强度。

当金属承受外载荷时的温度高于再结晶温度(已滑移晶体能够回复到未变形晶体所需要的最低温度)时,塑性变形后的应变硬化由于高温退火而迅速消除,因此在载荷不变的情况下,变形不断增长,称为蠕变现象,以材料的蠕变极限为其计算强度的标准。

模量、强度、刚度的详细说明

模量、强度、刚度的详细说明

模量、强度、刚度的详细说明(总6页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--弹性(杨氏)模量、剪切模量、体积模量、强度、刚度“模量”可以理解为是一种标准量或指标。

材料的“模量”一般前面要加说明语,如弹性模量、压缩模量、剪切模量、截面模量等。

这些都是与变形有关的一种指标,单位为Pa也就是帕斯卡。

但是通常在工程的使用中,因各材料杨氏模量的量值都十分的大,所以常以百万帕斯卡(MPa)或十亿帕斯卡(GPa)作为其单位。

1、杨氏模量(Young's Modulus) ——E:杨氏模量就是弹性模量,这是材料力学里的一个概念。

对于线弹性材料有公式σ(正应力)=E·ε(正应变)成立,式中σ为正应力,ε为正应变,E为弹性模量,是与材料有关的常数,与材料本身的性质有关。

杨(ThomasYoung1773~1829)在材料力学方面,研究了剪形变,认为剪应力是一种弹性形变。

1807年,提出弹性模量的定义,为此后人称弹性模量为杨氏模量。

钢的杨氏模量大约为2×1011N/m2,铜的是×1011 N/m2。

2、弹性模量(Elastic Modulus)——E:弹性模量E是指材料在弹性变形范围内(即在比例极限内),作用于材料上的纵向应力与纵向应变的比例常数,也常指材料所受应力(如拉伸、压缩、弯曲、扭曲、剪切等)与材料产生的相应应变之比。

弹性模量E在比例极限内,应力与材料相应的应变之比。

对于有些材料在弹性范围内应力-应变曲线不符合直线关系的,则可根据需要可以取切线弹性模量、割线弹性模量等人为定义的办法来代替它的弹性模量值。

根据不同的受力情况,分别有相应的拉伸弹性模量modulus of elasticity for tension (杨氏模量)、剪切弹性模量shear modulus of elasticity (刚性模量)、体积弹性模量、压缩弹性模量等。

强度、刚度及弹性模量的区别和联系

强度、刚度及弹性模量的区别和联系

强度、刚度及弹性模量的区别和联系1、材料、机械零件和构件抵抗外力而不失效的才能。

强度包括材料强度和构造强度两方面。

强度问题有狭义和广义两种涵义。

狭义的强度问题指各种断裂和塑性变形过大的问题。

广义的强度问题包括强度、刚度和稳定性问题,有时还包括机械振动问题。

强度要求是机械设计的一个根本要求。

材料强度指材料在不同影响因素下的各种力学性能指标。

影响因素包括材料的化学成分、加工工艺、热处理制度、应力状态,载荷性质、加载速率、温度和介质等。

按照材料的性质,材料强度分为脆性材料强度、塑性材料强度和带裂纹材料的强度。

①脆性材料强度:铸铁等脆性材料受载后断裂比较突然,几乎没有塑性变形。

脆性材料以其强度极限为计算强度的标准。

强度极限有两种:拉伸试件断裂前承受过的最大名义应力称为材料的抗拉强度极限,压缩试件的最大名义应力称为抗压强度极限。

②塑性材料强度:钦钢等塑性材料断裂前有较大的塑性变形,它在卸载后不能消失,也称剩余变形。

塑性材料以其屈服极限为计算强度的标准。

材料的屈服极限是拉伸试件发生屈服现象〔应力不变的情况下应变不断增大的现象〕时的应力。

对于没有屈服现象的塑性材料,取与0。

2%的塑性变形相对应的应力为名义屈服极限,用σ0。

2表示。

③带裂纹材料的强度:常低于材料的强度极限,计算强度时要考虑材料的断裂韧性〔见断裂力学分析〕。

对于同一种材料,采用不同的热处理制度,那么强度越高的断裂韧性越低。

按照载荷的性质,材料强度有静强度、冲击强度和疲劳强度。

材料在静载荷下的强度,根据材料的性质,分别用屈服极限或强度极限作为计算强度的标准。

材料受冲击载荷时,屈服极限和强度极限都有所进步〔见冲击强度〕。

材料受循环应力作用时的强度,通常以材料的疲劳极限为计算强度的标准〔见疲劳强度设计〕。

此外还有接触强度〔见接触应力〕。

按照环境条件,材料强度有高温强度和腐蚀强度等。

高温强度包括蠕变强度和持久强度。

当金属承受外载荷时的温度高于再结晶温度〔已滑移晶体可以回复到未变形晶体所需要的最低温度〕时,塑性变形后的应变硬化由于高温退火而迅速消除,因此在载荷不变的情况下,变形不断增长,称为蠕变现象,以材料的蠕变极限为其计算强度的标准。

强度,刚度,弹性模量的区别和联系

强度,刚度,弹性模量的区别和联系

强度定义1、材料、机械零件和构件抵抗外力而不失效的能力。

强度包括材料强度和结构强度两方面。

强度问题有狭义和广义两种涵义。

狭义的强度问题指各种断裂和塑性变形过大的问题。

广义的强度问题包括强度、刚度和稳定性问题,有时还包括机械振动问题。

强度要求是机械设计的一个基本要求。

材料强度指材料在不同影响因素下的各种力学性能指标。

影响因素包括材料的化学成分、加工工艺、热处理制度、应力状态,载荷性质、加载速率、温度和介质等。

按照材料的性质,材料强度分为脆性材料强度、塑性材料强度和带裂纹材料的强度。

①脆性材料强度:铸铁等脆性材料受载后断裂比较突然,几乎没有塑性变形。

脆性材料以其强度极限为计算强度的标准。

强度极限有两种:拉伸试件断裂前承受过的最大名义应力称为材料的抗拉强度极限,压缩试件的最大名义应力称为抗压强度极限。

②塑性材料强度:钦钢等塑性材料断裂前有较大的塑性变形,它在卸载后不能消失,也称残余变形。

塑性材料以其屈服极限为计算强度的标准。

材料的屈服极限是拉伸试件发生屈服现象(应力不变的情况下应变不断增大的现象)时的应力。

对于没有屈服现象的塑性材料,取与0。

2%的塑性变形相对应的应力为名义屈服极限,用σ0。

2表示。

③带裂纹材料的强度:常低于材料的强度极限,计算强度时要考虑材料的断裂韧性(见断裂力学分析)。

对于同一种材料,采用不同的热处理制度,则强度越高的断裂韧性越低。

按照载荷的性质,材料强度有静强度、冲击强度和疲劳强度。

材料在静载荷下的强度,根据材料的性质,分别用屈服极限或强度极限作为计算强度的标准。

材料受冲击载荷时,屈服极限和强度极限都有所提高(见冲击强度)。

材料受循环应力作用时的强度,通常以材料的疲劳极限为计算强度的标准(见疲劳强度设计)。

此外还有接触强度(见接触应力)。

按照环境条件,材料强度有高温强度和腐蚀强度等。

高温强度包括蠕变强度和持久强度。

当金属承受外载荷时的温度高于再结晶温度(已滑移晶体能够回复到未变形晶体所需要的最低温度)时,塑性变形后的应变硬化由于高温退火而迅速消除,因此在载荷不变的情况下,变形不断增长,称为蠕变现象,以材料的蠕变极限为其计算强度的标准。

强度,刚度,弹性模量的区别和联系

强度,刚度,弹性模量的区别和联系

强度定义1、材料、机械零件和构件抵抗外力而不失效的能力。

强度包括材料强度和结构强度两方面。

强度问题有狭义和广义两种涵义。

狭义的强度问题指各种断裂和塑性变形过大的问题。

广义的强度问题包括强度、刚度和稳定性问题,有时还包括机械振动问题。

强度要求是机械设计的一个基本要求。

材料强度指材料在不同影响因素下的各种力学性能指标。

影响因素包括材料的化学成分、加工工艺、热处理制度、应力状态,载荷性质、加载速率、温度和介质等。

按照材料的性质,材料强度分为脆性材料强度、塑性材料强度和带裂纹材料的强度。

①脆性材料强度:铸铁等脆性材料受载后断裂比较突然,几乎没有塑性变形。

脆性材料以其强度极限为计算强度的标准。

强度极限有两种:拉伸试件断裂前承受过的最大名义应力称为材料的抗拉强度极限,压缩试件的最大名义应力称为抗压强度极限。

②塑性材料强度:钦钢等塑性材料断裂前有较大的塑性变形,它在卸载后不能消失,也称残余变形。

塑性材料以其屈服极限为计算强度的标准。

材料的屈服极限是拉伸试件发生屈服现象(应力不变的情况下应变不断增大的现象)时的应力。

对于没有屈服现象的塑性材料,取与0。

2%的塑性变形相对应的应力为名义屈服极限,用σ0。

2表示。

③带裂纹材料的强度:常低于材料的强度极限,计算强度时要考虑材料的断裂韧性(见断裂力学分析)。

对于同一种材料,采用不同的热处理制度,则强度越高的断裂韧性越低。

按照载荷的性质,材料强度有静强度、冲击强度和疲劳强度。

材料在静载荷下的强度,根据材料的性质,分别用屈服极限或强度极限作为计算强度的标准。

材料受冲击载荷时,屈服极限和强度极限都有所提高(见冲击强度)。

材料受循环应力作用时的强度,通常以材料的疲劳极限为计算强度的标准(见疲劳强度设计)。

此外还有接触强度(见接触应力)。

按照环境条件,材料强度有高温强度和腐蚀强度等。

高温强度包括蠕变强度和持久强度。

当金属承受外载荷时的温度高于再结晶温度(已滑移晶体能够回复到未变形晶体所需要的最低温度)时,塑性变形后的应变硬化由于高温退火而迅速消除,因此在载荷不变的情况下,变形不断增长,称为蠕变现象,以材料的蠕变极限为其计算强度的标准。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

杨氏模量、弹性模量、剪切模量、体积模量、强度、刚度、柔度、刚性、柔性、泊松比、剪切应变、体积应变“模量”可以理解为是一种标准量或指标。

材料的“模量”一般前面要加说明语,如弹性模量、压缩模量、剪切模量、截面模量等。

这些都是与变形有关的一种指标。

杨氏模量(Young's Modulus):杨氏模量是表征在弹性限度内物质材料抗拉或抗压的物理量,它是沿纵向的弹性模量,也是材料力学中的名词。

1807年因英国医生兼物理学家托马斯·杨(Thomas Young, 1773-1829) 所得到的结果而命名。

根据胡克定律,在物体的弹性限度内,应力与应变成正比,比值被称为材料的杨氏模量,它是表征材料性质的一个物理量,仅取决于材料本身的物理性质。

杨氏模量的大小标志了材料的刚性,杨氏模量越大,越不容易发生形变。

对于线弹性材料有公式σ(正应力)=Eε(正应变)成立,式中σ为正应力,ε为正应变,E为弹性模量,是与材料有关的常数,与材料本身的性质有关。

在材料力学方面,研究了剪形变,认为剪应力是一种弹性形变。

钢的杨氏模量大约为2×1011N·m-2,铜的是1.1×1011 N·m-2。

弹性模量和杨氏模量很相似,弹性模量有拉伸和剪切的两个方向,杨氏主要指的是拉伸的。

测量杨氏模量的方法一般有拉伸法、梁弯曲法、振动法、内耗法等,还出现了利用光纤位移传感器、莫尔条纹、电涡流传感器和波动传递技术(微波或超声波)等实验技术和方法测量杨氏模量。

弹性模量(Elastic Modulus):弹性模量E是指材料在弹性变形范围内(即在比例极限内),作用于材料上的纵向应力与纵向应变的比例常数。

也常指材料所受应力如拉伸,压缩,弯曲,扭曲,剪切等)与材料产生的相应应变之比。

弹性模量是表征晶体中原子间结合力强弱的物理量,故是组织结构不敏感参数。

在工程上,弹性模量则是材料刚度的度量,是物体变形难易程度的表征。

弹性模量E在比例极限内,应力与材料相应的应变之比。

对于有些材料在弹性范围内应力-应变曲线不符合直线关系的,则可根据需要可以取切线弹性模量、割线弹性模量等人为定义的办法来代替它的弹性模量值。

根据不同的受力情况,分别有相应的拉伸弹性模量modulus of elasticity for tension (杨氏模量)、剪切弹性模量shear modulus of elasticity (刚性模量)、体积弹性模量、压缩弹性模量等。

剪切模量G(Shear Modulus):剪切模量是指剪切应力与剪切应变之比。

剪切模数G=剪切弹性模量G=切变弹性模量G 切变弹性模量G,材料的基本物理特性参数之一,与杨氏(压缩、拉伸)弹性模量E、泊桑比ν并列为材料的三项基本物理特性参数,在材料力学、弹性力学中有广泛的应用。

其定义为:G=τ/γ,其中G(Mpa)为切变弹性模量;τ为剪切应力(Mpa);γ为剪切应变(弧度)。

体积模量K(Bulk Modulus):体积模量可描述均质各向同性固体的弹性,可表示为单位面积的力,表示不可压缩性。

公式如下K=E/(3×(1-2×v)),其中E为弹性模量,v为泊松比。

具体可参考大学里的任一本弹性力学书。

性质:物体在p0的压力下体积为V0;若压力增加(p0→p0+d P),则体积减小为(V0-d V)。

则K=(p0+d P)/(V0-d V)被称为该物体的体积模量(modulus of volume elasticity)。

如在弹性范围内,则专称为体积弹性模量。

体积模量是一个比较稳定的材料常数。

因为在各向均压下材料的体积总是变小的,故K值永为正值,单位MPa。

体积模量的倒数称为体积柔量。

体积模量和拉伸模量、泊松比之间有关系:E=3K(1-2μ)。

压缩模量(Compression Modulus):压缩模量指压应力与压缩应变之比。

储能模量E':储能模量E'实质为杨氏模量,表述材料存储弹性变形能量的能力。

储能模量表征的是材料变形后回弹的指标。

储能模量E'是指粘弹性材料在交变应力作用下一个周期内储存能量的能力,通常指弹性;耗能模量E'':耗能模量E''是模量中应力与变形异步的组元;表征材料耗散变形能量的能力, 体现了材料的粘性本质。

耗能模量E''指的是在一个变化周期内所消耗能量的能力。

通常指粘性切线模量(Tangent Modulus):切线模量就是塑性阶段,屈服极限和强度极限之间的曲线斜率。

是应力应变曲线上应力对应变的一阶导数。

其大小与应力水平有关,并非一定值。

切线模量一般用于增量有限元计算。

切线模量和屈服应力的单位都是N/m2截面模量:截面模量是构件截面的一个力学特性。

是表示构件截面抵抗某种变形能力的指标,如抗弯截面模量、抗扭截面模量等。

它只与截面的形状及中和轴的位置有关,而与材料本身的性质无关。

在有些书上,截面模量又称为截面系数或截面抵抗矩等。

强度:强度是指某种材料抵抗破坏的能力,即材料抵抗变形(弹性\塑性)和断列的能力(应力)。

一般只是针对材料而言的。

它的大小与材料本身的性质及受力形式有关。

可分为:屈服强度、抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度等。

如某种材料的抗拉强度、抗剪强度是指这种材料在单位面积上能承受的最大拉力、剪力,与材料的形状无关。

例如拉伸强度和拉伸模量的比较:他们的单位都是MPa或GPa。

拉伸强度是指材料在拉伸过程中最大可以承受的应力,而拉伸模量是指材料在拉伸时的弹性。

对于钢材,例如45号钢,拉伸模量在100MPa的量级,一般有200-500MPa,而拉伸模量在100GPa量级,一般是180-210Gpa。

刚度:刚度(即硬度)指某种构件或结构抵抗变形的能力,是衡量材料产生弹性变形难易程度的指标,主要指引起单位变形时所需要的应力。

一般是针对构件或结构而言的。

它的大小不仅与材料本身的性质有关,而且与构件或结构的截面和形状有关。

刚度越高,物体表现的越“硬”。

对不同的东西来说,刚度的表示方法不同,比如静态刚度、动态刚度、环刚度等。

一般来说,刚度的单位是牛顿/米,或者牛顿/毫米,表示产生单位长度形变所需要施加的力。

法向刚度、剪切刚度的单位同样是N/m或N/mm,差别在于力的方向不同。

一般用弹性模量的大小E来表示.而E的大小一般仅与原子间作用力有关,与组织状态关系不大。

通常钢和铸铁的弹性模量差别很小,即它们的刚性几乎一样,但它们的强度差别却很大。

柔度:指物体在单位力下所发生的形变大小;柔性材料就是可以挤压变形的材料;刚性材料挤压会碎;变刚度:板带轧制中改变轧机承受弹性变形能力的轧制。

在板带材轧机上,利用不同的辊缝调节量。

在轧机固有结构基础上由于增设了液压装置,实际发生作用的轧机刚度系数随辊缝调节量的不同而发生变化,因此称它为刚度可变;剪切应变:对一块弹性体施加一个侧向的力f(通常是摩擦力),弹性体会由方形变成菱形,这个形变的角度a称为“剪切应变”,相应的力f除以受力面积S称为“剪切应力”。

剪切应力除以剪切应变就等于剪切模量G: f/S=G*a体积应变:对弹性体施加一个整体的压强p,这个压强称为“体积应力”,弹性体的体积减少量(-dV)除以原来的体积V称为“体积应变”,体积应力除以体积应变就等于体积模量: p=K(-dV/V)注:液体只有体积模量,其他弹性模量都为零,用弹性模量代指体积模量。

一般弹性体的应变都是非常小的,即,体积的改变量和原来的体积相比,是一个很小的数。

在这种情况下,体积相对改变量和密度相对改变量仅仅正负相反,大小是相同的,例如:体积减少百分之0.01,密度就增加百分之0.01。

体积模量并不是负值(从前面定义式中可以看出),也并不是气体才有体积模量,一切固体、液体、气体都有体积模量,倒是液体和气体没有杨氏模量和剪切模量。

泊松比:法国数学家Simeom Denis Poisson 为名。

在材料的比例极限内,由均匀分布的纵向应力所引起的横向应变与相应的纵向应变之比的绝对值。

比如,一杆受拉伸时,其轴向伸长伴随着横向收缩(反之亦然),而横向应变e' 与轴向应变e 之比称为泊松比V。

材料的泊松比一般通过试验方法测定。

可以这样记忆:空气的泊松比为0,水的泊松比为0.5,中间的可以推出。

主次泊松比的区别Major and Minor Poisson's ratio主泊松比PRXY,指的是在单轴作用下,X方向的单位拉(或压)应变所引起的Y方向的压(或拉)应变次泊松比NUXY,它代表了与PRXY成正交方向的泊松比,指的是在单轴作用下,Y方向的单位拉(或压)应变所引起的X方向的压(或拉)应变。

PRXY与NUXY是有一定关系的:PRXY/NUXY=EX/EY对于正交各向异性材料,需要根据材料数据分别输入主次泊松比,但是对于各向同性材料来说,选择PRXY或NUXY来输入泊松比是没有任何区别的,只要输入其中一个即可简单推到如下:假如在单轴作用下:(1)X方向的单位拉(或压)应变所引起的Y方向的压(或拉)应变为b;(2)Y方向的单位拉(或压)应变所引起的X方向的压(或拉)应变为a;则根据胡克定律得σ=EX×a=EY ×b→EX/EY =b/a又∵PRXY/NUXY。

相关文档
最新文档