什么是彈性模量?

彈性模量 Elastic Modulus 定義為理想材料有小形變時應力與相應的應變之比（受到變形應力時恢復其原形狀和結構的能力），是彈性材料是一種重要、具有特征的力學性質。是物體彈性 t 變形難易程度的表征。用 E 表示,彈性模量的單位為達因每平方厘米。 

彈性模量是“楊氏模量”、“剪切模量”、“體積模量”的總稱。模量的性質依賴于形變的性質。剪切形變時的模量稱為剪切模量，用 G 表示；壓縮形變時的模量稱為壓縮模量，用K 表示。模量的倒數稱為柔量，用 J 表示。

一般地講，對彈性體施加一個外界作用（稱為“應力”）后，彈性體會發(fā)生形狀的改變（稱為“應變”），“彈性模量”的一般定義是：應力除以應變。例如：

線應變——對一根細桿施加一個拉力 F，這個拉力除以桿的截面積 S，稱為“線應力”，桿的伸長量 dL 除以原長 L，稱為“線應變”。線應力除以線應變就等于楊氏模量 E=（ F/S）/（dL/L）。

剪切應變——對一塊彈性體施加一個側向的力 f（通常是摩擦力），彈性體會由方形變成菱形，這個形變的角度 a 稱為“剪切應變”，相應的力 f 除以受力面積 S 稱為“剪切應力”。

剪切應力除以剪切應變就等于剪切模量 G=（f/S）/a。

體積應變——對彈性體施加一個整體的壓強 p，這個壓強稱為“體積應力”，彈性體的體積減少量（-dV）除以原來的體積 V 稱為“體積應變”，體積應力除以體積應變就等于體積模量: K=P/（-dV/V）。

在不易引起混淆時，一般金屬材料的彈性模量就是指楊氏模量，即正彈性模量。單位：E（彈性模量）兆帕（MPa）。

彈性模量的意義

彈性模量是工程材料重要的性能參數，從宏觀角度來說，彈性模量是衡量物體抵抗彈性變形能力大小的尺度，從微觀角度來說，則是原子、離子或分子之間鍵合強度的反映。凡影響鍵合強度的因素均能影響材料的彈性模量，如鍵合方式、晶體結構、化學成分、微觀組織、溫度等。因合金成分不同、熱處理狀態(tài)不同、冷塑性變形不同等，金屬材料的楊氏模量值會有5%或者更大的波動。但是總體來說，金屬材料的彈性模量是一個對組織不敏感的力學性能指標，合金化、熱處理（纖維組織）、冷塑性變形等對彈性模量的影響較小，溫度、加載速率等外在因素對其影響也不大，所以一般工程應用中都把彈性模量作為常數。

彈性模量可視為衡量材料產生彈性變形難易程度的指標，其值越大，使材料發(fā)生一定彈性變形的應力也越大，即材料剛度越大，亦即在一定應力作用下，發(fā)生彈性變形越小。彈性模量E是指材料在外力作用下產生單位彈性變形所需要的應力。它是反映材料抵抗彈性變形能力的指標，相當于普通彈簧中的剛度。

彈性模量換算公式

換算公式

均質各向同性線彈性材料具有獨特的彈性性質，因此知道彈性模量中的任意兩種，就可由下列換算公式求出其他所有的彈性模量。

與彈性模量相關的單位換算

1 兆帕(MPa)=145 磅/英寸2 (psi)=10.2 千克/厘米2 (kg/cm2 )=10 巴(bar)=9.8 大氣壓(atm)

1 磅/英寸2 (psi)=0.006895 兆帕(MPa)=0.0703千克/厘米2 (kg/cm2 )=0.0689巴(bar)=0.068大氣壓(atm)

1 巴(bar)=0.1 兆帕(MPa)=14.503 磅/英寸 2 (psi)=1.0197千克/厘米2 (kg/cm2 )=0.987 大氣壓(atm)

1 大氣壓 (atm)=0.101325 兆帕(MPa)=14.696磅/英寸2 (psi)=1.0333千克/厘米2 (kg/cm2 )=1.0133巴(bar)

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