杨氏模量

線彈性固體材料的力學性能

楊氏模量,也称杨氏模数(英語:Young's modulus),一般將楊氏模量習慣稱爲彈性模量,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,在形變量沒有超過對應材料的一定彈性限度時,定義正向應力與正向應變的比值为这种材料的楊氏模量。公式記為

或是

其中, 表示楊氏模量, 表示正向應力, 表示軸力, 表示斷面面積, 表示正向應變。

楊氏模量以英國科學家托马斯·杨命名。

各種材料的楊氏模量約值

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應用,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。

不同固體的楊氏模量約值
材料楊氏模量 ( ) / 楊氏模量 ( ) / lbf/in²
橡膠(微小应变)0.01-0.11,500-15,000
低密度聚乙烯0.230,000
聚丙烯1.5-2217,000-290,000
聚对苯二甲酸乙二酯2-2.5290,000-360,000
聚苯乙烯3-3.5435,000-505,000
尼龍2-4290,000-580,000
橡木(颗粒表面)111,600,000
高强度混凝土(受到压缩)304,350,000
金屬鎂456,500,000
玻璃(所有种类)71.710,400,000
6910,000,000
黄銅青銅103-12417,000,000
(Ti)105-12015,000,000-17,500,000
碳纤维强化塑料(单向,颗粒表面)15021,800,000
合金190-21030,000,000
(W)400-41058,000,000-59,500,000
碳化硅(SiC)45065,000,000
碳化鎢(WC)450-65065,000,000-94,000,000
單碳納米管[1]approx. 1,000approx. 145,000,000
鑽石1,050-1,200150,000,000-175,000,000

单位

楊氏模量的因次壓強,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牛顿每平方毫米为1MPa)
  • (1千牛顿每平方毫米为1GPa)

參看

參考文獻


换算公式
均质各向同性线弹性材料具有独特的弹性性质,因此知道弹性模量中的任意两种,就可由下列换算公式求出其他所有的弹性模量。