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弹性模量计算公式解释(杨氏模量不确定度怎么算)

时间:2023-05-05 15:35:34 阅读:87298 作者:782

杨氏模量(e或y )是固体抵抗载荷下刚性或弹性变形的量度。 应力(单位面积的力)和沿轴或线的应变)成比例变形)。 基本原理是,材料压缩或拉伸时会弹性变形,去除载荷后会恢复到原来的形状。 与刚性材料相比,柔软的材料会发生更多的变形。 换句话说:

杨氏模量的值低表示固体具有弹性。

的杨氏模量高值表示固体没有弹性和硬度。

方程式和单位

杨氏模量的方程式如下。

e=/=(f/a )/)L/L0)=FL 0 /AL

其中:

e是杨氏模量,通常用帕斯卡(Pa )表示

是单轴应力

是应变

f是压缩力或延伸力

a是与作用力垂直的截面积或截面

l是长度的变化(压缩后为负; 拉伸时为正)

L 0是原来的长度

杨氏模量的SI单位为Pa,但值通常用兆帕斯卡(MPa )、牛顿/平方毫米(N/mm 2)、千兆帕斯卡) GPa )或千牛顿/平方毫米) kN/mm 2)表示。 通常的英寸单位为磅/平方英寸(PSI )或兆PSI ) PSI )。

历史

瑞士科学家和工程师Leonhard Euler在1727年解释了杨氏模量的基本概念。 1782年,意大利科学家mhdhy(GiordanoRiccati )进行了产生现代模块化计算的实验。

但是,模量取自英国科学家神勇的服装(Thomas Young )的名字,在1807年的《自然哲学和机械艺术讲座》中解释了其计算。 考虑到对其历史的现代理解,它应该被称为里卡多模块化,但它会引起混乱。

各向同性材料和各向异性材料

杨氏模量通常取决于材料的取向。 各向同性材料在所有方向上表现出相同的机械性能。 例如纯金属和陶瓷。 处理材料或添加杂质时,会产生使机械性质具有方向性的晶粒结构。 根据沿晶粒还是垂直于晶粒施加载荷,这些各向异性材料的杨氏模量值可能会有很大差异。 各向异性材料的好例子有木材、钢筋混凝土、碳纤维等。

杨氏模量值表

此表包含各种材料样品的代表值。 请注意,由于测试方法和样本成分会影响数据,因此样本的准确值可能会有所不同。 通常,许多合成纤维的杨氏模量值很低。 天然纤维很硬。 金属和合金经常表现出很高的价值。 最高的杨氏模量是对碳的同位素碳乙炔。

弹性模量

模量从字面上看是“尺度”。 虽然可以听到称为弹性模量的杨氏模量,但可以使用多个公式测量弹性。

杨氏模量表示施加相反力时沿线的拉伸弹性。 拉伸应力和拉伸应变的比率。

体积弹性模量(k )如杨氏模量,除了在三个维度上。 用体积弹性的尺度,用体积应力除以体积应变来计算。

剪切力或刚度(g )表示相反的力作用于物体时的剪切力。 计算剪应力超过剪切应变。

轴向弹性模量、p波弹性模量和Lam的第一个参数是其他弹性模量。 泊松比可以用于横向收缩应变和纵向拉伸应变的比较。 这些值与xbdgq定律一起表示了材料的弹性特性。

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