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。如果撤去
外力后仍有残余形变,这种形变称为范性形变。
应力(σ)单位面积上所受到的力(F/S)。
应变(ε ):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,应力与应变成正比,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应变时的应力。它的单位是与胁力的单位相同。杨氏弹性模量是材料的属性,与外力及物体的形状无关。
杨氏模数(Young's modulus )是材料力学中的名词,弹性材料承受正向应力时会产生正向应变,定义为正向应力与正向应变的比值。公式记为
E = σ / ε
其中,E 表示杨氏模数,σ 表示正向应力,ε 表示正向应变。
杨氏模量大 说明在 压缩或拉伸材料,材料的形变小。
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。
弹性模量是应力和应变的比值,杨氏模量,又称拉伸模量,拉伸模量专指受正应力时的弹性模量,拉伸强度是能承受的最大应力,达到此应力时结构发生破坏。模量:材料在受力状态下应力与应变之比。相应于不同的受力状态,...
选择它们的依据是看被测物的尺寸,钢丝长度和望远镜离光杠杆的距离是相对其他数据较大的待测数据,所以需要用到米尺或者是钢卷尺。而钢丝的直径测量,我想除了螺旋测微器没有其他更精确的实验室测量工具了。光杠杆的...
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激光直射式放大测量杨氏弹性模量的研究——金属丝杨氏弹性模量测量的关键在于对于金属丝的微小长度量的精确测量.光杠杆放大测量法是一种常用方法,这种测量方法对于光路的调整有着严格地要求,测量难度大且不易掌握.在分析了光杠杆放大测量方法的特点后,对于...
文中分析了洛埃镜干涉装置中 ,由钢丝受力伸长引起的洛埃镜偏转对干涉条纹密度的影响 ,导出钢丝因受力引起的绝对伸长量与干涉条纹密度变化之间的关系 ,并通过它计算钢丝的杨氏弹性模量。
杨氏模量实验仪器
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。
根据不同的受力情况,分别有相应的拉伸弹性模量(杨氏模量)、剪切弹性模量(刚性模量)、体积弹性模量等。它是一个材料常数,表征材料抵抗弹性变形的能力,其数值大小反映该材料弹性变形的难易程度。
对一般材料而言,该值比较稳定,但就高聚物而言则对温度和加载速率等条件的依赖性较明显。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。
杨氏模量的因次同压强,在SI单位制中,压强的单位为Pa也就是帕斯卡。
但是通常在工程的使用中,因各材料杨氏模量的量值都十分的大,所以常以百万帕斯卡(MPa)或十亿帕斯卡(GPa)作为其单位。