ANSYS中几个概念解释 杨氏模量、弹性模量、剪切模量、体积模量、强度、刚度,泊松比
杨氏模量、弹性模量、剪切模量、体积模量、强度、刚度，泊松比
“模量”可以理解为是一种标准量或指标。材料的“模量”一般前面要加说明语，如弹
性模量、压缩模量、剪切模量、截面模量等。这些都是与变形有关的一种指标。
杨氏模量（Young'sModulus ）——
杨氏模量就是弹性模量，这是材料力学里的一个概念。对于线弹性材料有公式σ（正应
力）＝E ε（正应变）成立，式中σ为正应力，ε为正应变，Ｅ为弹性模量，是与材料有关的常
数，与材料本身的性质有关。杨（
ThomasYoung1773～1829）在材料力学方面，研究了剪形变，认为剪应力是一种弹性形变。
1807年，提出弹性模量的定义，为此后人称弹性模量为杨氏模量。钢的杨氏模量大约为
2×1011N?m -2，C30混凝土是3.00×1010N?m -2。弹性模量（ElasticModulus ）E ——
弹性模量E 是指材料在弹性变形范围内，
作用于材料上的纵向应力与纵向应变的比例常数。也常指材料所受应力（如拉伸，压缩，弯曲，剪切等）与材料产生的相应应变之比。
弹性模量是表征晶体中原子间结合力强弱的物理量，故是组织结构不敏感参数。在工程
上，弹性模量则是材料刚度的度量，是物体变形难易程度的表征。
弹性模量E 是在比例极限内，应力与材料相应的应变之比。对于有些材料在弹性范围内
应力-应变曲线不符合直线关系的，则可根据需要可以取切线弹性模量、割线弹性模量等人
为定义的办法来代替它的弹性模量值。
根据不同的受力情况，有相应的拉伸弹性模量（杨氏模量）、剪切弹性模量（刚性模量）
、体积弹性模量、压缩弹性模量等。剪切模量G （ShearModulus ）——
剪切模量是指剪切应力与剪切应变之比，
它表征材料抵抗切应变的能力。模量大，则表示材料的刚性强。
剪切模数G 是材料的基本物理特性参数之一，可表示材料剪切变形的难易程度；与杨
氏（压缩、拉伸）弹性模量
E 、泊桑比ν并列为材料的三项基本物理特性参数，在材料力学、弹性力学中有广泛的应用。
其定义为：
G=τ/γ，其中G （Mpa ）为切变弹性模量；τ为剪切应力（Mpa ）；γ为剪切应变（弧度）。
混凝土的剪切模量G 可取等于0.425E
，Ｅ是混凝土的弹性模量。体积模量K （BulkModulus
）——
体积模量可描述均质各向同性固体的弹性，可表示为单位面积的力，表示不可压缩性。
），其中E为弹性模量，ｖ为泊松比。
公式如下K＝E/（3×（1-2×v）
物体在p0的压力下体积为V0，若压力增加（ｐ0→ｐ0+dP），则体积减小为（Ｖ0-dV）。
则K=（ｐ0+dP）/（Ｖ0-dV）被称为该物体的体积模量。如在弹性范围内，则专称为体积弹
性模量。体积模量是一个比较稳定的材料常数。因为在各向均压下材料的体积总是变小的，
故K值永为正值，单位MPa。体积模量的倒数称为体积柔量。体积模量和拉伸模量、泊松
。
比之间有关系：E=3K（1-2μ）
压缩模量（CompressionModulus）——
压缩模量指压应力与压缩应变之比。
储能模量E'——
储能模量E'实质为杨氏模量，表述材料存储弹性变形能量的能力。储能模量表征的是
材料变形后回弹的指标。
储能模量E'是指在一个变化周期内所储存能量的能力，通常指弹性。
耗能模量E''——
耗能模量E''是模量中应力与变形异步的组元；表征材料耗散变形能量的能力，体现了
材料的粘性本质。
耗能模量E''指的是在一个变化周期内所消耗能量的能力，通常指粘性。
切线模量（TangentModulus）——
切线模量就是塑性阶段，屈服极限和强度极限之间的曲线斜率。是应力应变曲线上应力
对应变的一阶导数。其大小与应力水平有关，并非一定值。切线模量一般用于增量有限元计
算。切线模量和屈服应力的单位都是N/m2。
截面模量——
截面模量又称为截面系数或截面抵抗矩，是构件截面的一个力学特性。是表示构件截面
抵抗某种变形能力的指标，如抗弯截面模量、抗扭截面模量等。它只与截面的形状及中和轴
的位置有关，而与材料本身的性质无关。
强度——
强度是指某种材料抵抗破坏的能力，即材料抵抗变形（弹性\塑性）和断裂的能力（应力）。一般只是针对材料而言的。它的大小与材料本身的性质及受力形式有关。可分为：屈
服强度、抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度等。
如某种材料的抗拉强度、抗剪强度是指这种材料在单位面积上能承受的最大拉力、剪力，
与材料的形状无关。
拉伸强度和拉伸模量的比较：○1单位都是MPa或GPa；○2拉伸强度是指材料在拉伸过
程中最大可以承受的应力，而拉伸模量是指材料在拉伸时的弹性。
刚度——
刚度（即硬度）指某种构件或结构抵抗变形的能力，是衡量材料产生弹性变形难易程度
的指标，主要指引起单位变形时所需要的应力。一般是针对构件或结构而言的。它的大小不
仅与材料本身的性质有关，而且与构件或结构的截面和形状有关。
刚度越高，物体表现的越“硬”。对不同的情况来说，刚度的表示方法不同，比如静态
刚度、动态刚度、环刚度等。一般来说，刚度的单位是牛顿/米，或者牛顿/毫米，表示产生单位长度形变所需要施加的力。
法向刚度、剪切刚度的单位同样是N/m或N/mm，差别在于力的方向不同
刚度一般用弹性模量的大小E来表示。而E的大小一般与原子间作用力有关，与组织
状态关系不大。通常钢和铸铁的弹性模量差别很小，即它们的刚性几乎一样，但它们的强度
差别却很大。
“弹性模量”是描述物质弹性的一个物理量，是一个总称，包括“杨氏模量”、“剪切
模量”、“体积模量”等。所以，“弹性模量”和“体积模量”是包含关系。
一般地讲，对弹性体施加一个外界作用（称为“应力”）后，弹性体会发生形状的改变
（称为“应变”），“弹性模量”的一般定义是：应力除以应变。
线应变——
对一根细杆施加一个拉力F，这个拉力除以杆的截面积S，称为“线应力”，杆的伸长
量dL除以原长L，称为“线应变”。线应力除以线应变就等于杨氏模量E：F/S=E（dL/L）剪切应变——
对一块弹性体施加一个侧向的力f（通常是摩擦力），弹性体会由方形变成菱形，这个
形变的角度a称为“剪切应变”，相应的力f除以受力面积S称为“剪切应力”。剪切应力
除以剪切应变就等于剪切模量G：f/S=G×ａ
体积应变——
对弹性体施加一个整体的压强p，这个压强称为“体积应力”，弹性体的体积减少量
（-dV）除以原来的体积V称为“体积应变”，体积应力除以体积应变就等于体积模量：
p=K（-dV/V）
注：液体只有体积模量，其他弹性模量都为零，所以就用弹性模量代指体积模量。
一般弹性体应变都非常小，即体积的改变量和原来的体积相比，是一个很小的数。在这
种情况下，体积相对改变量和密度相对改变量仅仅正负相反，大小是相同的，例如：体积减
少百分之0.01，密度就增加百分之0.01。
体积模量并不是负值（从前面定义式中可以看出），也并不是气体才有体积模量，一切
固体、液体、气体都有体积模量，倒是液体和气体没有杨氏模量和剪切模量。
泊松比——
以法国数学家SimeomDenisPoisson为名。
在材料的比例极限内，由均匀分布的纵向应力所引起的横向应变与相应的纵向应变之比
的绝对值。比如，一杆受拉伸时，其轴向伸长伴随着横向收缩（反之亦然），而横向应变e'
与轴向应变e之比称为泊松比μ。材料的泊松比一般通过试验方法测定。
可以这样理解：空气的泊松比为0，水的泊松比为0.5，中间的可以推出。在弹性工作范
围内，μ一般为常数，但超越弹性范围以后，μ随应力的增大而增大，直到μ=0.5为止。
主次泊松比的区别MajorandMinorPoisson'sratio
主泊松比PRXY，指的是在单轴作用下，Ｘ方向的单位拉（或压）应变所引起的Y方向
的压（或拉）应变。
次泊松比NUXY，它代表了与PRXY成正交方向的泊松比，指的是在单轴作用下，Y方
向的单位拉（或压）应变所引起的X方向的压（或拉）应变。
PRXY与NUXY是有一定关系的：PRXY/NUXY=EX/EY
对于正交各向异性材料，需要根据材料数据分别输入主次泊松比，
但是对于各向同性材料来说，选择PRXY或NUXY来输入泊松比是没有任何区别的。
简单推导如下：
假如在单轴作用下：Ｘ方向的单位拉（或压）应变所引起的Y方向的压（或拉）应变为
b，Ｙ方向的单位拉（或压）应变所引起的X方向的压（或拉）应变为a。
则根据胡克定律得σ=EX×a＝EY×b→EX/EY＝b／ａ
又∵PRXY/NUXY＝b／ａ∴PRXY/NUXY=EX/EY
杨氏模量、弹性模量、剪切模量、体积模量、强度、刚度
杨氏模量(Young's Modulus) 杨氏模量就是弹性模量，这是材料力学里的一个概念。对于线弹性材料有公式(T (正应力)=E￡(正应变)成立，式中。为正应力，￡为正应变，E为弹性模量，是与材料有关的常数，与材料本身的性质有关。杨 (Thomas You ng17791829)在材料力学方面，研究了剪形变，认为剪应力是一种弹性形变。1807年，提出弹性模量的定义，为此后人称弹性模量为杨氏模量。钢的杨氏模量大约为2X 1011N-m-2，铜的是X 1011 N -m。 弹性模量(Elastic Modulus ) E： 弹性模量E是指材料在弹性变形范围内(即在比例极限内)，作用于材料上的纵向应力与纵向应变的比例常数。也常指材料所受应力如拉伸，压缩，弯曲，扭曲，剪切等)与材料产生的相应应变之比。 弹性模量是表征晶体中原子间结合力强弱的物理量，故是组织结构不敏感参数。在工程上，弹性模量则是材料刚度的度量，是物体变形难易程度的表征。 弹性模量E在比例极限内，应力与材料相应的应变之比。对于有些材料在弹性范围内应力-应变曲 线不符合直线关系的，则可根据需要可以取切线弹性模量、割线弹性模量等人为定义的办法来代替它的弹性模量值。根据不同的受力情况，分别有相应的拉伸弹性模量modulus of elasticity for tension ( 杨氏模量)、剪切弹性模量shear modulus of elasticity ( 刚性模量)、体积弹性模 量、压缩弹性模量等。 剪切模量G(Shear Modulus): 剪切模量是指剪切应力与剪切应变之比。剪切模数G=剪切弹性模量G=切变弹性模量G切变弹性模 量G,材料的基本物理特性参数之一，与杨氏(压缩、拉伸)弹性模量E、泊桑比v并列为材料的三项基本物理特性参数，在材料力学、弹性力学中有广泛的应用。 其定义为：G=T / 丫，其中G(Mpa)为切变弹性模量； T为剪切应力(Mpa); Y为剪切应变(弧度) 体积模量K(Bulk Modulus) 体积模量可描述均质各向同性固体的弹性，可表示为单位面积的力，表示不可压缩性。公式如下 =E/(3 X (1 -2X v)),其中E为弹性模量，v为泊松比。具体可参考大学里的任一本弹性力学书 性质：物体在p o的压力下体积为V o；若压力增加(p o Tp o+d p)，则体积减小为 (V0-d V)。则K=(p°+d p)/(V 0-d V)被称为该物体的体积模量(modulus of volume
弹性模量与抗压强度关系
弹性模量验证及其与抗压强度关系 为了验证SCIT 所研发技术和设备（混凝土多功能检测仪（SCE-MATS ））的测试精度、测试效率和适用范围，本项目组或合作伙伴（包括清华大学、中国水利水电科学研究院、冶金建筑研究设计总院等）做了较多数量的验证试验。验证结果表明，本技术的测试精度和测试效率均已达到了实用水平。 混凝土的弹性模量不仅影响到桥梁的变形，而且也是反映混凝土质量、耐久性的重要指标。本技术体系的基础来源于SCIT 创始者在日本10余年的技术积累。同样，在混凝土弹性模量方面也积累了相当的验证数据。此外，我们在国内不同单位也进行了弹性模量验证试验。 图1 混凝土弹性模量验证结果图 从图中可以看出： 1） 测试精度高：本系统测出的Ec/Ed 与现行方法测出的值的之间的标准偏差小于 5%； 2） 适用范围广：不仅适合于试件（棱形、圆柱），还可以适合于现场结构。 混凝土强度是混凝土最重要的性能指标，本技术可以方便并且较高精度地测试混凝土结构的强度。但是，强度反映的是材料破坏时的承载力，因此难以用无损检测的方法进行测试。但是，对于配合比相对类似的混凝土，其弹性模量与抗压强度之间有很好的相关关系。因此，根据前述直接测试的弹性模量和标定的弹性模量～抗压强度关系，可以间接地推算混凝土的抗压强度。 为此，我们与合作伙伴一道，也在国内外十数个工程，分别对混凝土试件（包括标准立方体、棱柱体、圆柱体等）和构件（采用钻孔取芯验证）进行了弹性模量（由前述的弹性波波速计算）～抗压强度关系的研究。 研究结果表明： 1） 对于普通配比的混凝土结构或试件，由单面反射法得到的弹性模量c E ～抗压强 度c S 之间有非常良好的相关关系即： 2.9317 0016.0c c E S
拉伸时材料弹性模量E和泊松比的测定
实验三 电测法测定材料的弹性模量和泊松比 弹性模量E 和泊松比μ是各种材料的基本力学参数，测试工作十分重要，测试方法也很多，如杠杆引伸仪法、电测法、自动检测法，本次实验用的是电测法。 一、 实验目的 在比例极限内，验证胡克定律，用应变电测法测定材料的弹性模量E 和泊松比μ。 二、 实验仪器设备和试样 1. 材料力学多功能实验台 2. 静态电阻应变仪 3. 游标卡尺 4. 矩形长方体扁试件 三、 预习要求 1. 预习本节实验内容和材料力学书上的相关内容。 2. 阅读并熟悉电测法基本原理和电阻应变仪的使用操作。 四、实验原理和方法 材料在比例极限范围内，正应力σ和线应ε变呈线性关系，即：εσE = 比例系数E 称为材料的弹性模量，可由式3－1计算，即：ε σ=E （3－1） 设试件的初始横截面面积为o A ，在轴向拉力F 作用下，横截面上的正应力为： o A F = σ 把上式代入式（3－1）中可得： ε o A F E = （3－2） 只要测得试件所受的荷载F 和与之对应的应变ε，就可由式（3－2）算出弹性模量E 。
受拉试件轴向伸长，必然引起横向收缩。设轴向应变为ε，横向应变为ε'。试验表明，在弹性范围内，两者之比为一常数。该常数称为横向变形系数或泊松比，用μ表示，即： ε εμ'= 轴向应变ε和横向应变ε'的测试方法如下图所示。在板试件中央前后的两面沿着试件轴线方向粘贴应变片1R 和'1R ，沿着试件横向粘贴应变片2R 和'2R 。为了消除试件初曲率和加载可能存在偏心引起的弯曲影响，采用全桥接线法。分别是测量轴向应变ε和横向应变ε'的测量电桥。根据应变电测法原理基础，试件的轴向应变和横向应变是每台应变仪应变值读数的一半，即： r εε21= '='r εε2 1 实验时，为了验证胡克定律，采用等量逐级加载法，分别测量在相同荷载增量F ?作用下的轴向应变增量ε?和横向应变增量ε'?。若各级应变增量相同，就验证胡克定律。 五、 实验步骤 1. 测量试件。在试件的工作段上测量横截面尺寸，并计算试件的初始横截面面积o A 2. 拟定实验方案。 1) 确定试件允许达到的最大应变值（取材料屈服点S σ的70%～80%）及所需的最大载 荷值。 2) 根据初荷载和最大荷载值以及其间至少应有5级加载的原则，确定每级荷载的大小。 3) 准备工作。把试件安装在试验台上的夹头内，调整试验台，按图的接线接到两台应 变仪上。 4) 试运行。扭动手轮，加载至接近最大荷载值，然后卸载至初荷载以下。观察试验台 和应变仪是否处于正常工作状态。 5) 正式实验。加载至初荷载，记下荷载值以及两个应变仪读数r ε、'r ε。以后每增加 一级荷载就记录一次荷载值及相应的应变仪读数r ε、' r ε，直至最终荷载值。以上实验重复3遍。
弹性模量资料
弹性模量 一般地讲，对弹性体施加一个外界作用力，弹性体会发生形状的改变（称为“形变”），“弹性模量”的一般定义是：单向应力状态下应力除以该方向的应变。 材料在弹性变形阶段，其应力和应变成正比例关系（即符合胡克定律），其比例系数称为弹性模量。弹性模量的单位是达因每平方厘米。“弹性模量”是描述物质弹性的一个物 对一根细杆施加一个拉力F，这个拉力除以杆的截面积S，称为“线应力”，杆的伸长量dL除以原长L，称为“线应变”。线应力除以线应变就等于杨氏模量E=( F/S)/(dL/L) 剪切应变： 编辑 对一块弹性体施加一个侧向的力f（通常是摩擦力），弹性体会由方形变成菱形，这个形变的角度a称为“剪切应变”，相应的力f除以受力面积S称为“剪切应力”。剪切应力除以 对弹性体施加一个整体的压强p，这个压强称为“体积应力”，弹性体的体积减少量(-dV)除以原来的体积V称为“体积应变”，体积应力除以体积应变就等于体积模量: K=P/(- dV/V) 在不易引起混淆时，一般金属材料的弹性模量就是指杨氏模量，即正弹性模量。 单位：E（弹性模量）兆帕（MPa） 意义
弹性模量是工程材料重要的性能参数，从宏观角度来说，弹性模量是衡量物体抵抗弹性变形能力大小的尺度，从微观角度来说，则是原子、离子或分子之间键合强度的反映。凡影响键合强度的因素均能影响材料的弹性模量，如键合方式、晶体结构、化学成分、微观组织、温度等。因合金成分不同、热处理状态不同、冷塑性变形不同等，金属材料的杨氏模量值会有5%或者更大的波动。但是总体来说，金属材料的弹性模量是一个对组织不敏感的力学性能指标，合金化、热处理（纤维组织）、冷塑性变形等对弹性模量的影响较小，温度、加载速率等外在因素对其影响也不大，所以一般工程应用中都把弹性模量作为常数。 弹性模量可视为衡量材料产生弹性变形难易程度的指标，其值越大，使材料发生一定弹性变形的应力也越大，即材料刚度越大，亦即在一定应力作用下，发生弹性变形越小。弹性模量E是指材料在外力作用下产生单位弹性变形所需要的应力。它是反映材料抵抗弹 又称杨氏模量，弹性材料的一种最重要、最具特征的力学性质，是物体弹性变形难易程度的表征，用E表示。定义为理想材料有小形变时应力与相应的应变之比。E以σ单位面积上承受的力表示，单位为N/m^2。模量的性质依赖于形变的性质。剪切形变时的模量称为剪切模量，用G表示；压缩形变时的模量称为压缩模量，用K表示。模量的倒数称为柔量，用J表示。 拉伸试验中得到的屈服极限σs和强度极限σb，反映了材料对力的作用的承受能力，而延伸率δ或截面收缩率ψ，反映了材料塑性变形的能力。为了表示材料在弹性范围内抵抗变形的难易程度，在实际工程结构中，材料弹性模量E的意义通常是以零件的刚度体现出来的，这是因为一旦零件按应力设计定型，在弹性变形范围内的服役过程中，是以其所受负荷而产生的变形量来判断其刚度的。一般按引起单位应变的负荷为该零件的刚度，例如，在拉压构件中其刚度为：EA0 式中A0为零件的横截面积。 由上式可见，要想提高零件的刚度E A0,亦即要减少零件的弹性变形，可选用高弹性模量的材料和适当加大承载的横截面积，刚度的重要性在于它决定了零件服役时稳定性，对细长杆件和薄壁构件尤为重要。因此，构件的理论分析和设计计算来说，弹性模量E是经常要用到的一个重要力学性能指标。 单位指标 编辑 材料的抗弹性变形的一个量，材料刚度的一个指标。 钢材的弹性模量E=2.06e11Pa=206GPa (e11表示10的11次方) 它只与材料的化学成分有关，与温度有关。与其组织变化无关，与热处理状态无关。
关于弹性模量
材料的“模量”一般前面要加说明语，如弹性模量、压缩模量、剪切模量、截面模量等。这些都是与变形有关的一种指标。 杨氏模量(Young's Modulus)： 杨氏模量就是弹性模量,这是材料力学里的一个概念。对于线弹性材料有公式σ(正应力)＝Eε(正应变)成立，式中σ为正应力，ε为正应变，E为弹性模量，是与材料有关的常数，与材料本身的性质有关。杨（ThomasYoung1773～1829）在材料力学方面，研究了剪形变，认为剪应力是一种弹性形变。1807年，提出弹性模量的定义，为此后人称弹性模量为杨氏模量。钢的杨氏模量大约为2×1011N·m-2，铜的是1.1×1011 N·m-2。 弹性模量（Elastic Modulus）E： 弹性模量E是指材料在弹性变形范围内(即在比例极限内)，作用于材料上的纵向应力与纵向应变的比例常数。也常指材料所受应力如拉伸，压缩，弯曲，扭曲，剪切等）与材料产生的相应应变之比。 弹性模量是表征晶体中原子间结合力强弱的物理量，故是组织结构不敏感参数。在工程上，弹性模量则是材料刚度的度量，是物体变形难易程度的表征。 弹性模量E在比例极限内，应力与材料相应的应变之比。对于有些材料在弹性范围内应力-应变曲线不符合直线关系的，则可根据需要可以取切线弹性模量、割线弹性模量等人为定义的办法来代替它的弹性模量值。根据不同的受力情况，分别有相应的拉伸弹性模量modulus of elasticity for tension (杨氏模量)、剪切弹性模量shear modulus of elasticity (刚性模量)、体积弹性模量、压缩弹性模量等。 剪切模量G(Shear Modulus)： 剪切模量是指剪切应力与剪切应变之比。剪切模数G=剪切弹性模量G=切变弹性模量G 切变弹性模量G，材料的基本物理特性参数之一，与杨氏(压缩、拉伸)弹性模量E、泊桑比ν并列为材料的三项基本物理特性参数，在材料力学、弹性力学中有广泛的应用。 其定义为：G=τ/γ，其中G(Mpa)为切变弹性模量； τ为剪切应力(Mpa)； γ为剪切应变(弧度)。 体积模量K(Bulk Modulus)： 体积模量可描述均质各向同性固体的弹性，可表示为单位面积的力，表示不可压缩性。公式如下K＝E/(3×(1-2×v)),其中E为弹性模量，v为泊松比。具体可参考大学里的任一本弹性力学书。 性质：物体在p0的压力下体积为V0；若压力增加(p0→p0+dP)，则体积减小为
ANSYS中几个概念解释 杨氏模量、弹性模量、剪切模量、体积模量、强度、刚度,泊松比
杨氏模量、弹性模量、剪切模量、体积模量、强度、刚度，泊松比 “模量”可以理解为是一种标准量或指标。材料的“模量”一般前面要加说明语，如弹 性模量、压缩模量、剪切模量、截面模量等。这些都是与变形有关的一种指标。 杨氏模量（Young'sModulus ）—— 杨氏模量就是弹性模量，这是材料力学里的一个概念。对于线弹性材料有公式σ（正应 力）＝E ε（正应变）成立，式中σ为正应力，ε为正应变，Ｅ为弹性模量，是与材料有关的常 数，与材料本身的性质有关。杨（ ThomasYoung1773～1829）在材料力学方面，研究了剪形变，认为剪应力是一种弹性形变。 1807年，提出弹性模量的定义，为此后人称弹性模量为杨氏模量。钢的杨氏模量大约为 2×1011N?m -2，C30混凝土是3.00×1010N?m -2。弹性模量（ElasticModulus ）E —— 弹性模量E 是指材料在弹性变形范围内， 作用于材料上的纵向应力与纵向应变的比例常数。也常指材料所受应力（如拉伸，压缩，弯曲，剪切等）与材料产生的相应应变之比。 弹性模量是表征晶体中原子间结合力强弱的物理量，故是组织结构不敏感参数。在工程 上，弹性模量则是材料刚度的度量，是物体变形难易程度的表征。 弹性模量E 是在比例极限内，应力与材料相应的应变之比。对于有些材料在弹性范围内 应力-应变曲线不符合直线关系的，则可根据需要可以取切线弹性模量、割线弹性模量等人 为定义的办法来代替它的弹性模量值。 根据不同的受力情况，有相应的拉伸弹性模量（杨氏模量）、剪切弹性模量（刚性模量） 、体积弹性模量、压缩弹性模量等。剪切模量G （ShearModulus ）—— 剪切模量是指剪切应力与剪切应变之比， 它表征材料抵抗切应变的能力。模量大，则表示材料的刚性强。 剪切模数G 是材料的基本物理特性参数之一，可表示材料剪切变形的难易程度；与杨 氏（压缩、拉伸）弹性模量 E 、泊桑比ν并列为材料的三项基本物理特性参数，在材料力学、弹性力学中有广泛的应用。 其定义为： G=τ/γ，其中G （Mpa ）为切变弹性模量；τ为剪切应力（Mpa ）；γ为剪切应变（弧度）。 混凝土的剪切模量G 可取等于0.425E ，Ｅ是混凝土的弹性模量。体积模量K （BulkModulus ）——
粉煤灰对混凝土强度及弹性模量值的影响
3.5 错台处治 对于完好的混凝土板与板之间发生错台，处治方法为采用压浆抬板并辅以磨平法。对于板块因脱空下沉，在压浆完毕弯沉检测满足其要求后，仍有错台的板块采用磨平机磨平（对高差小于10mm的错台，直接用磨平机磨平；对大于10mm的错台，借助人工将高出的错台板基本凿平，然后再用磨平机磨平。），从错台最高点开始向四周扩展，边磨边用 3m直尺找平，直至相邻两块板齐平为止。磨平后，将接缝内杂物清除干净，并吹净灰尘，及时用聚氨酯填缝料填缝。 3.6 接缝维修 对于纵横向接缝填缝料采用填缝料进行重新灌缝处理；灌缝时将缝内碎屑及杂物用勾子清除，并将专用填缝料灌入缝内。 3.7 混凝土板块病害处治合格的标准 经过对混凝土板块病害的处理后，砼的弯拉强度不低于5MPa；采用落锤式弯沉仪FWD逐板检测板角处的弯沉，满足不同荷载下弯沉曲线的截距小于 30mm、单点弯沉小于0.14mm，相邻板块的弯沉差小混凝土路面结构内部。 4.2 加铺层材料选择 沥青的添加剂、改性剂伴随着沥青在道路工程 上的使用而逐渐发展起来，现在市场上有各种各样 的添加剂、改性剂来有针对性地改善沥青的各种性 能。如纤维就是一种典型的已经证明能有效抑制反 射裂缝的添加剂，它可以提高沥青混合料的抗拉强 度从而减少反射裂缝。 罩面层常采用的已经证明对抑制反射裂缝有良 好效果的改性沥青有橡胶改性沥青、SBS改性沥青 等。由于橡胶沥青当时在省内没有生产成规模、质 量较稳定的橡胶沥青厂家，因此采用SBS改性沥青。 同时采用改性沥青和纤维的沥青玛蹄脂碎石SMA 性能优良，不但具有良好的高温稳定性具有良 好的抗反射裂缝能力。因此经过综合比较，三环路 采用SBS改性沥青玛 蹄脂碎石SMA作为路面抗滑表 层 4.3 加铺层厚度设计 我国现行规范并没用白改黑加铺层厚度设计内 容。根据国内外使用经验，较厚的加铺层厚度能减 轻反射裂缝的产生。 沥青面层厚度对防治或减轻反射裂缝的原因有 两点： （1）沥青面层越厚，原水泥混凝土面板的温缩 应力将减小； （2）反射裂缝通过较厚的沥青面层需要较长的 时间。 但较厚的沥青面层需要花费较高的费用，且根 据国内外的研究资料来看，仅仅依靠增加罩面层厚 度来防治反射裂缝的尝试仅部分成功，且最少厚度 必须在15cm以上才有明显效果[6]。对于我国超载情 况较严重的实际情况，单靠增 加沥青层厚度来防治“白加黑”水泥面板的反射裂 缝显然是不现实的。因此，三环路加铺层厚度的设 计根据交通荷载、提高路面平整度以及抗反射裂缝 的要求综合确定采用10cm沥青混凝土加铺层。 粉煤灰对混凝土强度及弹性模量值的影响 达生润 （四川济通水运公路工程检测有限责任公司成都610225） 【摘 助。 要】通过分析粉煤灰对混凝土强度及弹性模量值的影响，为优化混凝土配合比提供一定的帮 【关键词】混凝土强度；弹性模量；粉煤灰；掺量 性模量的影响。 在水胶比及其他因素不变的情况下，调整粉煤 灰掺量，用以判断粉煤灰对混凝土强度和混凝土弹 性模量的影响。 根据试验方案设计配合比进行数据收集见表1。 表1 设计配合比汇总表 0前言 伴随科学技术的发展，工程技术和各种社会需求 也不断增长，工程中使用的混凝土除了保证工程质量 以外，还要追求较高的经济价值和实用性。这样，多 组分混凝土在实际生产过程中的应用也越来越普及。 现代工程施工中的混凝土主要以强度，坍落度作为控 制指标外，经常还需要规定混凝土的抗渗、抗冻、以 及弹性模量值。在计算钢筋混凝土的变形，裂缝扩展 及大体积混凝土的温度应力时，施工单位都需要准确 了解对应混凝土的弹性模量值。在施工过程中，也经 常出现混凝土强度达到设计要求而弹性模量偏低，使 混凝土构件变形较大而不能正常使用，导致混凝土结 构失衡而发生工程质量事故。本文主要讨论粉煤灰对 混凝土强度及混凝土弹性模量的影响。 4加铺沥青面层施工 沥青罩面层的厚度一般根据交通量的情况取 5cm及以上。由于水泥混凝土面板强度较高，作为基层路面的结构强度一般能满足要求，关键是如何防止沥青加铺层产生反射裂缝。 4.1 应力吸收中间层 在水泥面板处治合格后考虑设置抗反射裂中间层材料。常见的有各类土工类材料，用于防止反射裂缝实际工程中的效果报道相差较大，从没有效果，甚至因为使用不当造成水损坏等反作用，到效果优越的都有报道。因此使用这类材料时应根据具体的裂缝病害选择合适的材料，在施工中应认真细致，不要造成材料的卷起或不平，特别是土工布类材料使用时候要让沥青浸透，否则还会起到相反的效果。 根据历史资料及使用经验，三环路选择采用橡胶沥青同步碎石应力吸收层作为盈利吸收层使用，这种结构具有优良的柔韧性和粘结性，可抑制和减缓水泥混凝土路面接缝引起的反射裂缝，同时也是一层优良的防水层，可以有效地防止路表水分渗入 1 1.1 试验情况及其设计原理 原材料 水泥：广西东泥股份有限公司生产的P.0 42.5各 2试验数据分析 根据设计试验方案收集整理出的数据见表2。 表2 不同实验方案混凝土的力学性能指标汇总表 项技术指标均符合国家标准的规定。 细骨料：田阳那坡镇机制砂场生产的机制砂， 细度模数2.8。 粗骨料：可袍采石场山碎石，5~31.5mm连续级 配。粉煤灰：广西田东创源股份有限公司生产 的F类 粉煤灰。 搅拌方式：采用120型生产用强制式搅拌机。 1.2 试验方案 在粉煤灰掺量及其他因素不变的情况下，调整 水胶比，用以判断粉煤灰对混凝土强度和混凝土弹 5结束语 三环路路面整治工程于2011年6月27日开 始，于 同年9月20日结束，施工仅用了不足3个月的时 间。 通过各种性能指标的检测，取得（下转第34 序号 1d抗压 强度代表 值(MPa) 3d抗压 强度代表 值(MPa) 7d抗压 强度代表 值(MPa) 28d抗压 强度代表 值(MPa) 28d弹性 模量代表 值(MPa) 56d抗压 强度代表 值(MPa) 90d抗压 强度代表 值(MPa) A17.3011.3715.4925.563422325.6828.03 B17.3011.2618.1626.613528436.2639.51 C114.1021.2126.8933.063832644.2543.85 A2 4.907.1010.5618.503037522.7924.70 B2 5.809.9113.3225.703330727.9837.39 C211.3017.5022.2733.303808940.2041.96 A3 3.60 5.959.0516.252953920.9623.77 B3 5.507.9913.2025.282900730.8436.05 C38.3013.0417.9233.133745435.0040.05 序号 设计 标准 水泥用 量(kg) 粉煤灰 用量(k g) 粉煤灰 参量(%) 细集料 用量(k g) 粗集料 用量(k g) 水用量 (kg) 水胶比 A1C20266662077711201780.54 B1C30317792076410561930.49 C1C40349872073210551860.43 A2C202321003077711201780.54 B2C302771193076410561930.49 C2C403051313073210551860.43 A3C201991334077711201780.54 B3C302381584076410561930.49 C3C402621744073210551860.43
杨氏弹性模量
几种不同的方法测杨氏弹性模量 卢一鸣（05110538） （东南大学，土木工程学院，南京211189） 摘要：介绍了杨氏弹性模量几种不同的测量方法，有传统的拉伸法、改进过的动力学法和方便的霍尔传感器测量法。 关键词：杨氏弹性模量；拉伸；动力学；霍尔传感器。 Several methods of measuring Young's modulus Lu Yi Ming ((Department of Civil Engineering,South East University ,Nanjing 05110538) Abstract:We introduce several way to measure Young's modulus.For example,stretching method, Kinetic method and Hall sensor method Key words: Young's modulus;stretch;kinetics; Hall sensor. 一、杨氏弹性模量的定义 杨氏模量(Young's modulus)是表征在弹性限度内物质材料抗拉或抗压的物理量，它是沿纵向的弹性模量，也是材料力学中的名词。1807年因英国医生兼物理学家托马斯·杨(Thomas Young, 1773-1829) 所得到的结果而命名。根据胡克定律，在物体的弹性限度内，应力与应变成正比，比值被称为材料的杨氏模量，它是表征材料性质的一个物理量，仅取决于材料本身的物理性质。杨氏模量的大小标志了材料的刚性，杨氏模量越大，越不容易发生形变。 二、目前通用的测量方法 测量杨氏模量的方法一般有拉伸法、梁弯曲法、振动法、内耗法等，还出现了利用光纤位移传感器、莫尔条纹、电涡流传感器和波动传递技术（微波或超声波）等实验技术和方法测量杨氏模量。
弹性模量E和泊松比
00 EA A P == ε σε 弹性模量E 和泊松比μ的测定 拉伸试验中得到的屈服极限бb 和强度极限бS ，反映了材料对力的作用的承受能力，而延伸率δ或截面收缩率ψ，反映了材料缩性变行的能力，为了表示材料在弹性范围内抵抗变行的难易程度，在实际工程结构中，材料弹性模量E 的意义通常是以零件的刚度体现出来的，这是因为一旦零件按应力设计定型，在弹性变形范围内的服役过程中，是以其所受负荷而产生的变性量来判断其刚度的。一般按引起单为应变的负荷为该零件的刚度，例如，在拉压构件中其刚度为： 式中 A 0为零件的横截面积。 由上式可见，要想提高零件的刚度E A 0,亦即要减少零件的弹性变形，可选用高弹性模量的材料和适当加大承载的横截面积，刚度的重要性在于它决定了零件服役时稳定性，对细长杆件和薄壁构件尤为重要。因此，构件的理论分析和设计计算来说，弹性模量E 是经常要用到的一个重要力学性能指标。 在弹性范围内大多数材料服从虎克定律，即变形与受力成正比。纵向应力与纵向应变的比例常数就是材料的弹性模量E ，也叫杨氏模量。横向应变与纵向应变之比值称为泊松比μ，也叫横向变性系数，它是反映材料横向变形的弹性常数。 因此金属才料拉伸时弹性模量E 地测定是材料力学最主要最基本的一个实验，下面用电测法测定低碳钢弹性模量E 和泊松比μ。 (一） (一） 试验目的 1． 1．用电测方法测定低碳钢的弹性模量E 及泊松比μ； 2． 2．验证虎克定律； 3． 3．掌握电测方法的组桥原理与应用。 (二） (二） 试验原理 1．测定材料弹性模量E 一般采用比例极限内的拉伸试验，材料在比例极限内服从虎克定律，其荷载与变形关系为： 0EA PL L ?= ?（1） 若已知载荷ΔP 及试件尺寸，只要测得试件伸长ΔL 即可得出弹性模量E 。 （2） 由于本试验采用电测法测量，其反映变形测试的数据为应变增量，即 （3） 所以（2）成为: （4） 0)(A L PL E ???= )(L L ??= ?εε ???= 10A P E
弹性模量计算方法
用户登录 新用户注册Array大学物理实验 第一层次 预备性实验 基础性实验 第二层次 综合与设计1 综合与设计2 第三层次 研究与创新 自学物理实验 近代物理实验 专业物理实验 光电子技术实验 传感器技术实验 单片机应用实验 物理光学实验 应用光学实验 现代光学实验
弯曲法等。 用力F作用在一立方形物体的上面，并使其下面固定（如图一），物体将发生 形变成为斜的平行六面体，这种形变称为切变，出现切变后，距底面不同距离 处的绝对形变不同（AA'>BB'），而相对形变则相等,即 (6-3) 式中称为切变角，当值较小时，可用代替，实验表明，一定限度内切 变角与切应力成正比，此处S为立方体平行于底的截面积，现以符号 表 示切应力 ，则 (6-4) 比例系数G称切变模量。 测量切变模量的方法有静态扭转法、摆动法。 实验目的 1． 掌握测量固体杨氏弹性模量的一种方法。 2． 掌握测量微小伸长量的光杠杆法原理和仪器的调节使用。 3． 学会一种数据处理方法——逐差法。 实验仪器 杨氏模量仪、尺读望远镜、光杠杆、水准仪、千分尺、游标卡尺（精度0.02m m ）及1kg砝码9个。 实验的详细装置如图1所示。其中尺读望远镜由望远镜和标尺架组成，望 远镜的仰角可由仰角螺钉调节，望远镜的目镜可以调节，还配有调焦手轮。杨 氏模量仪是一个较大的三脚架，装有两根平行的立柱，立柱上部横梁中央可以 固定金属丝，立柱下部架有一个小平台，用于架设光杠杆。小平台的位置高低 可沿立柱升降、调节、固定。三脚架的三个脚上配有三个螺丝，用于调节小平 台水平。 光杠杆如图2所示，将一个小反射镜装在一个三脚架上，前两脚和镜子同
常用材料弹性模量
常用材料弹性模量 所谓弹性模量,是以在一定比例限度范围内拉伸应力和拉伸变形之比来表示。实际应用时，多以F-2 、F-5来表示2%或5%伸长时的应力。 在GB∕T 13022-1991中7.3规定：作应力-应变曲线，从曲线的初始直线部分计算拉伸弹和模量，以E（MPa）表示，E=δ∕ξ，式中δ-应力，MPa；ξ-应变。 在初始拉伸阶段，拉伸应力与形变化呈直线段，从这段应力与应变的关系可以计算试样的弹性模量。 而我们通常检测的薄膜断裂拉伸强度以及断裂伸长率，对于张力的设定而言不具有任何参考性，印刷复合时加载在薄膜上的应力必须控制在薄膜产生弹性变形的范围内，否则就是薄膜不可逆的拉伸变形，将产生严重的尺寸变化。 另外，薄膜张力设定还要考虑薄膜材料的受热稳定性，例如印刷干燥温度在50-80℃，复合干燥温度在55-90℃（水胶复合要高一些），复合热鼓温度在50-70℃等。常用材料的热稳定性依次为PET、NY ＞BOPP＞消光OPP＞CPP＞PE。
下面我们探讨一下常用材料的弹性模量及耐热性对张力设定的影响：1、双向拉伸薄膜 作为表层基材,PET的弹性模量最高，其次是BOPP,再次是消光OPP，而BOPA在干燥条件时有良好的弹性模量（接近于PET薄膜），但受潮后挺度不足（弹性模量大幅降低，印刷套印困难）。同时，PET膜的热稳定性最好，其次是BOPP，再次消光OPP，由于消光OPP膜的弹性模量相对较低，同时热稳定性又较差，印刷冷却收卷后的回缩率较大，在夏季印刷收卷后易容易出现反粘现象，所以印刷消光OPP 时张力要调整得略小，干燥温度适当降低。 2、热封层基材的弹性模量 同时CPP的热稳定性远高于PE薄膜，因而LDPE薄膜的多色套印非常困难，需要配方调整提高其弹性模量及耐热稳定性。 对复合过程来说，最关键的是两贴合薄膜的张力匹配问题，也就是说复合后两层膜的回缩率要尽量一致，不然，轻则卷曲，重则产生遂道现象。例如，消光OPP干复铝箔，铝箔可以认为是不收缩，而消光OPP薄膜在加载复合张力的情况下经过50-80℃的烘箱，由于其弹性模量及耐热性都较PET及普通OPP差，因而松掉张力后的回缩率也会大一些，一般消光膜复合时张力要小干燥温度也要低一些。
剪切弹性模量G的测定
剪切弹性模量G 的测定 （一）实验目的 在比例极限内测定低碳钢的扭转剪切模量以验证虎克定律。 （二）实验仪器 1．NY —4扭转测G 仪 2．KL —150游标卡尺 （三）实验原理 验证扭转变形公式或测定剪变摸量G 都需要准确测定试件的扭转角。扭角仪的构造原理及按装示意图如图4.1，0l 为按装扭角仪的两个截面A 、B 的距离。从图中可以看出，测剪切模量实际上是测试件两个截面转角所对的弦长，有了弦长，把弦长近似的当成弧长δ，有了弧长再知道半径b 就可以算出转角。 b δ = Φ 图3-4.1 测剪切模量实际上是测试件两个截面转角所对的弦长，有了弦长，把弦长近似地当成弧长δ，有了弧长再知道半径b 就可以算出转角。 b δ = Φ 由材料力学知，在剪切比例极限内，圆轴的变形公式为 P GI TL 0 = Φ 由以上公式可以写成P I L T G ?Φ?= 式中T 为扭矩，I P 为圆截面的极惯性矩，L 0为标距。
图3-4.2 以低碳钢试件进行实验时，可以用增量法施加扭矩，每次增加的扭矩T ?如图3-4.2都相等。加载过程中，每一个扭矩i T 都对应着相应的扭转角i Φ，这样，只要求出扭矩增量T ?对应的扭转角增量，再求出扭转角增量的平均值，就可以利用下式计算出剪切弹性摸量。 m P I L T G ?Φ???= （四） 实验步骤 1. 把扭角仪装到试件上，标距大约在150mm 左右。 2. 把百分表装上，表头预压到小针在1~2格。 3. 旋转表盘使大针指零，而后逐个加法码记下表上的读数。 4. 测两次取线性关系好的一组数据，计算弹性模量G 。 （五） 实验数据及处理 1． 实验数据及计算结果
混凝土静力受压弹性模量试验检测细则
1.适用范围、检验参数及技术标准 1.1适用范围 普通混凝土、轻骨料混凝土 1.2检验参数 混凝土静力受压弹性模量 1.3技术标准 GB/T 50081-2002 《普通混凝土力学性能试验方法》 2.检测环境 1.1 实验室制作混凝土试件及静置时间，温度应保持在20℃±5℃。 1.2 混凝土力学性能试件标准养护条件：温度20℃±2℃，相对湿度95%以上。 1.3 混凝土抗压、混凝土抗折试验环境温度：10℃~35℃。 3.检测设备 压力试验机（DY2008型），量程为0.2000KN，最小分度值为±1%。 微变型测量仪（），最小分度值0.001mm。 4.试样数量、代表批量 见表1。 5.1混凝土静力受压弹性模量试验 5.1.1设备、标准、环境检查 检查核对所需设备正常与否，必要时做记录； 检查核对产品标准和试验方法标准，并记录； 记录环境温度，并记录。 5.1.2试件制备、检查 5.1.2.1试件制备
试件制备依据标准：GB/T 50081-2002。 环境条件：混凝土拌合、试件成型及静置期间试验室的温度应保持在20℃±5℃。 试件制备的细节，注意事项： a.混凝土力学性能试验应以三个试件为一组，每组试件所用的拌合物应从同一盘混凝土中取样。 b.成型前，应检查试模尺寸并符合GB/T 50081-2002中的技术要求的规定；试模内表面应涂一薄层矿物油或其他不与混凝土发生反应的脱模剂。 c.在实验室拌制混凝土时，其材料用量应以质量计，称量的精度：水泥、掺和料、水和外加剂为±0.5%；骨料为±0.1%。 d.取样或实验室拌制的混凝土应在拌制后尽短的时间内成型，一般不宜超过15min。 e.根据混凝土拌合物的稠度确定混凝土成型方法，坍落度不大于70mm的混凝土宜用振动振实；大于70mm的宜用捣棒人工捣实；检验现浇混凝土或预制构件的混凝土，试件成型方法宜与实际采用的方法相同。 f.取样或拌制好的混凝土拌合物应至少用铁锹再来回拌合三次。 g.按5.1.2.1e的规定，选择成型方法成型。 1）用振动台振实制作试件应按下述方法进行： ⅰ.将混凝土拌合物一次装入试模，装料时应用抹刀沿各试模壁插捣，并使混凝土拌合物高出试模口； ⅱ.试模应附着或固定在符合GB/T 50081-2002第4.2节要求的振动台上，振动时试模不得有任何跳动，振动应持续到表面出浆为止，不得过振。 2）用人工插捣制作试件应按下述方法进行： ⅰ.混凝土拌合物应分两层装入模内，每层的装料厚度大致相等； ⅱ.插捣应按螺旋方向从边缘向中心均匀进行。在插捣底层混凝土时，捣棒应达到试模底部；插捣上层时，捣棒应贯穿上层后插入下层20~30mm；插捣时捣棒应保持垂直，不得倾斜。然后应用抹刀沿试模内壁插拔数次； ⅲ.每层插捣次数按在100002 mm截面积内不得少于12次； ⅳ.插捣后应用橡皮锤轻轻敲击试模四周，直至插捣棒留下的空洞消失为止。
弹性模量和刚度关系
1、弹性模量： （1）定义 弹性模量：材料在弹性变形阶段内，正应力和对应的正应变的比值。 材料在弹性变形阶段，其应力和应变成正比例关系（即符合胡克定律），其比例系数称为弹性模量。 “弹性模量”是描述物质弹性的一个物理量，是一个总称，包括“杨氏模量”、“剪切模量”、“体积模量”等。所以，“弹性模量”和“体积模量”是包含关系。 一般地讲，对弹性体施加一个外界作用（称为“应力”）后，弹性体会发生形状的改变（称为“应变”），“弹性模量”的一般定义是：应力除以应变。例如： 线应变——对一根细杆施加一个拉力F，这个拉力除以杆的截面积S，称为“线应力”，杆的伸长量dL除以原长L，称为“线应变”。线应力除以线应变就等于杨氏模量E=( F/S)/(dL/L) 剪切应变——对一块弹性体施加一个侧向的力f（通常是摩擦力），弹性体会由方形变成菱形，这个形变的角度a称为“剪切应变”，相应的力f除以受力面积S称为“剪切应力”。剪切应力除以剪切应变就等于剪切模量G=( f/S)/a 体积应变——对弹性体施加一个整体的压强p，这个压强称为“体积应力”，弹性体的体积减少量(-dV)除以原来的体积V称为
“体积应变”，体积应力除以体积应变就等于体积模量: K=P/(-dV/V) 在不易引起混淆时，一般金属材料的弹性模量就是指杨氏模量，即正弹性模量。单位：E（弹性模量）吉帕（GPa） （2）影响因素 弹性模量是工程材料重要的性能参数，从宏观角度来说，弹性模量是衡量物体抵抗弹性变形能力大小的尺度，从微观角度来说，则是原子、离子或分子之间键合强度的反映。 凡影响键合强度的因素均能影响材料的弹性模量，如键合方式、晶体结构、化学成分、微观组织、温度等。因合金成分不同、热处理状态不同、冷塑性变形不同等，金属材料的杨氏模量值会有5%或者更大的波动。 但是总体来说，金属材料的弹性模量是一个对组织不敏感的力学性能指标，合金化、热处理（纤维组织）、冷塑性变形等对弹性模量的影响较小，温度、加载速率等外在因素对其影响也不大，所以一般工程应用中都把弹性模量作为常数。 （3）意义 弹性模量可视为衡量材料产生弹性变形难易程度的指标，其值越大，使材料发生一定弹性变形的应力也越大，即材料刚度越大，亦即在一定应力作用下，发生弹性变形越小。
材料弹性模量E和泊松比实验测定
实验三 材料弹性模量E 和泊松比μ的测定实验 一、实验目的 1、测定常用金属材料的弹性模量E 和泊松比μ。 2、验证胡克（Hooke ）定律。 二、实验仪器设备和工具 1、组合实验台中拉伸装置 2、XL2118系列力＆应变综合参数测试仪 三、实验原理和方法 试件采用矩形截面试件，电阻应变片布片方式如图3-1。在试件中央截面上，沿前后两面的轴线方向分别对称的贴一对轴向应变片R1、R1ˊ和一对横向应变片R2、R2ˊ，以测量轴向应变ε和横向应变εˊ。 补偿块 图 3-1 拉伸试件及布片图 1、 弹性模量 E 的测定 由于实验装置和安装初始状态的不稳定性，拉伸曲线的初始阶段往往是非线性的。为了尽可能减小测量误差，实验宜从一初载荷00(0)P P ≠开始，采用增量法，分级加载，分别测量在各相同载荷增量P ?作用下，产生的应变增量ε?，并求出ε?的平均值。设试件初始横截面面积为0A ，又因L L ε=?，则有 A E P ε??=0 上式即为增量法测E 的计算公式。 式中 0A — 试件截面面积 ε? — 轴向应变增量的平均值 组桥方式采用1/4桥单臂测量方式，应变片连接见图3-2。
R 1 R 工作片 Uab A C 补偿片 R 3 R 4 机内电阻 D E 图3-2 1/4桥连接方式 实验时，在一定载荷条件下，分别对前、后两枚轴向应变片进行单片测量，并取其平均值 '11()2 εεε+=。显然ε代表载荷P 作用下试件的实际应变量。而且前后两片应变片可以相互抵消偏心弯曲引起的测量误差。 2、 泊松比μ的测定 利用试件上的横向应变片和纵向应变片合理组桥，为了尽可能减小测量误差，实验宜从一初载荷00(0)P P ≠开始，采用增量法，分级加载，分别测量在各相同载荷增量△P 作用下，横向应变增量ε'?和纵向应变增量ε?。求出平均值，按定义 'εμε ?=? 便可求得泊松比μ。 四、实验步骤 1、明确试件尺寸的基本尺寸，宽30mm ，厚5mm 。 2、调整好实验加载装置。 3、按实验要求接好线，调整好仪器，检查整个测试系统是否处于正常工作状态。 4、均匀缓慢加载至初载荷P 0，记下各点应变的初始读数；然后分级等增量加载，每增加一级 载荷，依次记录各点电阻应变片的应变值，直到最终载荷。将实验记录填入实验报告 5、 作完实验后，卸掉载荷，关闭电源，整理好所用仪器设备，清理实验现场，将所用仪器设备复原，实验资料交指导教师检查签字。
泊松比、弹性模量、剪切模量
目录 泊松比 (1) 杨氏模量 (1) 弹性模量 (2) 剪切模量 (3) 基本概念 (3) 纤维复合材料层间剪切模量测试 (3) 筑坝堆石料的剪切模量 (4) 弹性模量和切变模量 (7) 弹簧钢的切变模量取值 (8) 泊松比 法国数学家 Simeom Denis Poisson 为名。 在材料的比例极限内，由均匀分布的纵向应力所引起的横向应变与相应的纵向应变之比的绝对值。比如，一杆受拉伸时，其轴向伸长伴随着横向收缩(反之亦然)，而横向应变 e' 与轴向应变 e 之比称为泊松比 V。材料的泊松比一般通过试验方法测定。 可以这样记忆：空气的泊松比为0，水的泊松比为0.5，中间的可以推出。 主次泊松比的区别Major and Minor Poisson's ratio 主泊松比PRXY，指的是在单轴作用下，X方向的单位拉（或压）应变所引起的Y 方向的压（或拉）应变 次泊松比NUXY，它代表了与PRXY成正交方向的泊松比，指的是在单轴作用下，Y 方向的单位拉（或压）应变所引起的X方向的压（或拉）应变。 PRXY与NUXY是有一定关系的： PRXY/NUXY=EX/EY 对于正交各向异性材料，需要根据材料数据分别输入主次泊松比， 但是对于各向同性材料来说，选择PRXY或NUXY来输入泊松比是没有任何区别的，只要输入其中一个即可 杨氏模量
杨氏模量(Young's modulus)是表征在弹性限度内物质材料抗拉或抗压的物理量，它是沿纵向的弹性模量。1807年因英国医生兼物理学家托马斯·杨(Thomas Young, 1773-1829) 所得到的结果而命名。根据胡克定律，在物体的弹性限度内，应力与应变成正比，比值被称为材料的杨氏模量，它是表征材料性质的一个物理量，仅取决于材料本身的物理性质。杨氏模量的大小标志了材料的刚性，杨氏模量越大，越不容易发生形变。 杨氏弹性模量是选定机械零件材料的依据之一是工程技术设计中常用的参数。杨氏模量的测定对研究金属材料、光纤材料、半导体、纳米材料、聚合物、陶瓷、橡胶等各种材料的力学性质有着重要意义，还可用于机械零部件设计、生物力学、地质等领域。 测量杨氏模量的方法一般有拉伸法、梁弯曲法、振动法、内耗法等，还出现了利用光纤位移传感器、莫尔条纹、电涡流传感器和波动传递技术（微波或超声波）等实验技术和方法测量杨氏模量。 胡克定律和杨氏弹性模量 固体在外力作用下将发生形变，如果外力撤去后相应的形变消失，这种形变称为弹性形变。如果外力后仍有残余形变，这种形变称为范性形变。 协强（ε）：单位面积上所受到的力（F/S）。 协变（ζ）是指在外力作用下的相对形变（相对伸长DL/L）它反映了物体形变的大小。 胡克定律：在物体的弹性限度内，胁强于胁变成正比，其比例系数称为杨氏模量（记为Y）。用公式表达为： Y=（F·L）/（S·△L） Y在数值上等于产生单位胁变时的胁强。它的单位是与胁强的单位相同。杨氏弹性模量是材料的属性，与外力及物体的形状无关。 弹性模量 拼音:tanxingmoliang 英文名称：modulusofelasticity 定义：材料在弹性变形阶段，其应力和应变成正比例关系（即 符合胡克定律），其比例系数称为弹性模量。 单位：达因每平方厘米。 意义：弹性模量可视为衡量材料产生弹性变形难易程度的指标，其值越大，使材料发生一定弹性变形的应力也越大，即材料刚度越大，亦即在一定应力作用下，发生弹性变形越小。弹性模量E是指材料在外力作用下产生单位弹性变形所需要的应力。它是反映材料抵抗弹性变形能力的指标，相当于普通弹簧中的刚度。