杨氏模量

杨氏模量,数值常数,18世纪英国医生和命名的物理学家托马斯年轻,介绍了弹性的属性固体经历张力或者只在一个方向压缩,在的情况下金属杆纵向拉伸或压缩后返回到原来的长度。杨氏模量的测量材料的承受能力在纵向张力或压缩时长度的变化。有时也称为模量弹性杨氏模量等于纵向应力/应变。应力应变可能是如下的一个金条在紧张。

如果一个金属杆的横截面积一个拉的力量吗F两端,酒吧从原来的长度l₀到一个新的长度l_n。(同时横截面减少。)的压力商的拉伸力除以横截面积,还是F/一个。的应变或相对变形长度的变化,l_n−l₀,除以原始长度,或(l_n−l₀)/l₀。(无量纲压力。)因此杨氏模量可以用数学表达

杨氏模量=应力/应变= (FL₀)/一个(l_n−l₀)。

这是一个特定的形式胡克定律的弹性。英语系统的杨氏模量的单位是磅每平方英寸(psi),和公制牛顿每平方米(N / m²)。的价值铝的杨氏模量约为1.0×10⁷psi,或7.0×10¹⁰N / m²。的值钢是大约三倍,这意味着需要三倍力拉伸钢筋相同数量的同样形状的铝棒。

杨氏模量有意义的范围只有在压力与压力成正比,和材料返回到原来维度外力时删除。随着压力的增加,材料可以流动,发生永久变形,或者终于打破。

当在张力下细长的金属条,它的宽度略有减少。这种横向收缩构成一个横向应变等于宽度除以原宽度的变化。横向应变与纵向应变的比值泊松比。钢的平均泊松比的值是0.28,0.33和铝合金。体积的材料泊松比值小于0.50增加纵向张力,减少下纵向压缩。