楊氏模數

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楊氏模數(Young's modulus )是材料力學中的名詞,彈性材料承受正向應力時會產生正向應變,定義為正向應力與正向應變的比值。公式記為
E = \frac {\sigma } {\epsilon}
其中,[font class="texhtml"]E[/font] 表示楊氏模數,[font class="texhtml"]σ[/font] 表示正向應力,[font class="texhtml"]ε[/font] 表示正向應變。
[font class="mw-headline"]各種物料的楊氏模數約值[/font]楊氏模量取決於材料的組成。舉例來說,大部分金屬在合金成分不同、熱處理在加工過程中的套用,其楊氏模量值會有5%或者更大的波動。正如以下的很多材料的楊氏模量值非常接近。
不同固體的楊氏模數約值
材料楊氏模量 (E) in GPa楊氏模量 (E) in lbf/in²
橡膠(微小應變)
0.01-0.1
1,500-15,000
低密度聚乙烯
0.2
30,000
聚丙烯
1.5-2
217,000-290,000
聚對苯二甲酸乙二酯
2-2.5
290,000-360,000
聚苯乙烯
3-3.5
435,000-505,000
尼龍
2-4
290,000-580,000
橡木(顆粒表面)
11
1,600,000
高強度混凝土(受到壓縮)
30
4,350,000
金屬鎂
45
6,500,000
玻璃(所有種類)

10,400,000
69
10,000,000
黃銅和青銅
103-124
17,000,000
鈦 (Ti)
105-120
15,000,000-17,500,000
碳纖維強化塑膠(單向,顆粒表面)
150
21,800,000
合金與鋼
190-210
30,000,000
鎢 (W)
400-410
58,000,000-59,500,000
碳化矽(SiC)
450
65,000,000
碳化鎢(WC)
450-650
65,000,000-94,000,000
單碳納米管
approx. 1,000
approx. 145,000,000
鑽石
1,050-1,200
150,000,000-175,000,000

[font id="bks_7erm58mr" class="editsection"][/font][font id="bke_ag0nhl4j" class="mw-headline"]單位[/font]楊氏模量的因次同壓力,在SI單位制中,壓力的單位為Pa也就是帕斯卡.
但是通常在工程的使用中,因各材料楊氏模量的量值都十分的大,所以常以百萬帕斯卡(MPa)或十億帕斯卡(GPa)作為其單位.
  • 1\ \mathrm{MPa}=\mathrm1\times10^6\ \mathrm{Pa}=1\ \begin{matrix} \frac{\mathrm{N}}{\mathrm{mm}^2} \end{matrix} (1牛頓每平方毫米為1MPa)
  • 1\ \mathrm{GPa}=\mathrm1\times10^9\ \mathrm{Pa}=1\ \begin{matrix} \frac{\mathrm{kN}}{\mathrm{mm}^2} \end{matrix} (1千牛頓每平方毫米為1GPa)


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