縱內彈性模數

受載機械零件或構件的材料,當應力不超過材料的比例極限時,應力與其相應的應變之比為一常數,並且與方向、位置無關。在材料力學中,彈性模量有下述3種: 彈性模量E(又稱縱向彈性模量、楊氏彈性模量)為單向正應力σ與其方向上的應變ε之比;剪下彈性模量G為剪應力τ與其相應的剪應變γ之比;體彈性模量K為作用在彈性體全部表面上的均勻分布應力p(例如水壓)與其相應的體應變之比。由單向正應力引起的彈性桿件的橫向應變與軸向(縱向)應變ε之比的絕對值μ稱為泊松比。E、G、K、μ 4個參數中,只要給定任意2個參數,就可以查得其餘2個參數。彈性模量用於計算應力與應變。

內容

縱向彈性模數,又稱揚氏模數或彈性模量、彈性模數。即應力與應變之間的關係(應力與應變之比),服從胡克定律呈直線的關係。

相關概念

縱向應變

縱內彈性模數 縱內彈性模數

橫向應變

縱內彈性模數 縱內彈性模數

引入泊松比,又稱泊松係數μ,它是側向應變(橫向應變)與縱向應變的比值()。μ值一般在0~0.5之間,對於一般鋼材μ≈1/3或0.3,此值可由構件受拉應力σ時,金屬結晶構造的變形於以證明,見圖1。

圖1 金屬原子結晶構造 圖1 金屬原子結晶構造

套用廣義胡克定理,可得三向應力應變分量:

縱內彈性模數 縱內彈性模數

其他模數

剪下彈性模數

剪下彈性模數G,簡稱剪下模數,它是剪應力τ與剪應變γ之比。

積變模數

積變模數K,又稱體積彈性模數,為平均正應力(靜液壓力)與體積應變之比。

在E、G、K、μ四個參數中,已知任意兩個,就可查表得知另外兩個參數。(見下表)

彈性模量間的關係
E,μG,μE,GE,KG,K
EE2(1+μ)GEE9KG/(3K+G)
GE/2(1+μ)GG3EK/(9K-E)G
KE/3(1-2μ)2(1+γ)G/3(1-2γ)EG/3(G-E)KK
μμμ(E-2G)/2G(3K-E)/6K(3K-2G)/3(2K+G)

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