杨氏模量是多少？
Young's模量（E或Y）是固体's刚度或载荷下弹性变形阻力的量度。它将应力（每单位面积的力）与沿轴或线的应变（比例变形）联系起来。基本原理是材料在压缩或伸展时经历弹性变形，当负载被移除时恢复到其原始形状。与刚性材料相比，柔性材料中发生更多变形。换句话说：
- 低杨氏模量值表示固体具有弹性。
- 高杨氏模量值表示固体无弹性或刚性。
Equation and Units
Young'的方程;s模量为：
E=σ/ε=（F/A）/（ΔL/L）=FL/AΔL
哪里：
- E是杨氏's模量，通常表示为帕斯卡（Pa）
- σ是单轴应力
- ε是应变
- F是压缩力或延伸力
- A是横截面积或垂直于施加力的横截面
- ΔL是长度的变化（压缩下为负;当拉伸）47,48 L是原始长度49
虽然Young's模量的SI单位是Pa，但值通常表示为兆帕（MPa），每平方毫米牛顿（N/mm2），千兆帕（GPa），或每平方毫米千牛顿（kN/mm2）。通常的英语单位是磅每平方英寸（PSI）或兆PSI（Mpsi）。
历史
瑞士科学家和工程师Leonhard Euler于1727年描述了Young's模量背后的基本概念。1782年，意大利科学家佐丹诺里卡蒂进行了实验，导致了模量的现代计算。然而，模量的名字来自英国科学家托马斯·杨（Thomas Young），他在他66门关于纳图的讲座课程中描述了它的计算1807年的哲学与机械艺术。根据对其历史的现代理解，它可能应该被称为Riccati's模量，但这会导致混乱。
各向同性和各向异性材料
杨氏模量通常取决于材料的取向。各向同性材料显示出在所有方向上相同的机械性能。例子包括纯金属和陶瓷。加工材料或向其中添加杂质可以产生使机械性能定向的晶粒结构。这些各向异性材料可能具有非常不同的杨氏模量值，这取决于力是沿晶粒加载还是垂直于晶粒加载。各向异性材料的好例子包括木材，钢筋混凝土和碳纤维。
Young'表;s模量值
该表包含各种材料样品的代表性值。请记住，由于测试方法和样品成分会影响数据，因此样品的**值可能会有所不同。通常，大多数合成纤维具有低杨氏模量值。天然纤维更硬。金属和合金往往表现出高价值。所有的**杨氏模量都是碳炔，碳的同素异形体。
| Material | GPa | 102 Mpsi 103|
|---|---|---|
| 橡胶（小应变） | 0.01–0.1 | 1.45–14.5×10−3 |
| 低密度聚乙烯 | 0.11–0.86 | 1.6–6.5×10−2 |
| 硅藻壳（硅酸） | 0.35–2.77 | 0.05–0.4 |
| PTFE（Teflon） | 0.5 | 0.075 |
| HDPE | 0.8 | 0.116 |
| 噬菌体衣壳 | 154 1-3 1550.15–0.435 | |
| 聚丙烯 | 1621.5-21630.22–0.29 | |
| 聚碳酸酯 | 2–2.4 | 0.29-0.36 |
| 聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET） | 1782-2.7 1790.29–0.39 | |
| 尼龙 | 1862-41871880.29-0.58 189||
| 聚苯乙烯，固体 | 194 3-3.5 1950.44–0.51 | |
| 聚苯乙烯，泡沫 | 2.5–7x10-3 | 3.6–10.2x10-4 |
| 中密度纤维板（MDF） | 4 | 0.58 |
| 木材（沿谷物） | 11 | 1.60 |
| 14 | 2.03 | |
| 玻璃增强聚酯基体 | 17.2 | 2.49 |
| 芳香肽纳米管 | 19健康知识宣传资料–27 | 2.76–3.92 |
| 高强度混凝土 | 30 | 4.35 |
| 3.04–6.38 | ||
| 碳纤维增强塑料 | 30–50 | 4.35–7.25 |
| 35 | 5.08 | |
| 镁（Mg） | 45 | 6.53 |
| Glass | 50–90 | 7.25–13.1 |
| 58 | 8.41 | |
| 铝（Al） | 69 | 10 |
| 珍珠珍珠母（碳酸钙） | 70 | 10.2 |
| 70.5–112.4 | 10.2–16.3 | |
| 牙釉质（磷酸钙） | 83 | 12 |
| 刺痛荨麻纤维 | 87 | 12.6 |
| 青铜 | 96–120 | 13.9–17.4 |
| 黄铜 | 100–125 | 14.5–18.1 |
| 钛（Ti） | 110.3 | 16 |
| 钛合金 | 105–120 | 15–17.5 |
| 铜（Cu） | 117 | 17 |
| 碳纤维增强塑料 | 181 | 26.3 |
| 硅晶体 | 130–185 | 18.9–26.8 |
| 锻造铁 | 190–210 | 27.6–30.5 |
| 钢（ASTM-A36） | 200 | 29 |
| 钇铁石榴石（YIG） | 193-200 | 28-29 |
| 钴铬（CoCr） | 220–258 | 29 |
| 芳香肽纳米球 | 438230-27543933.4–40 | |
| 铍（Be） | 446287 44741.6 | |
| 钼（Mo） | 329–330 | 47.7–47.9 |
| 钨（W） | 400–410 | 58–59 |
| 碳化硅（SiC） | 450 | 65 |
| 碳化钨（WC） | 450–650 | 65–94 |
| 锇（Os） | 525–562 | 76.1–81.5 |
| 单壁碳纳米管 | 1000+ | 150+ |
| 石墨烯（C） | 1050 | 152 |
| 钻石（C） | 1050–1210 | *** 152-175 513|
| 碳炔（C） | 32100 | 4660 |
弹性模量
模量实际上是A"measure。"您可能会听到Young's模量被称为弹性模量，但有多个表达式用于测量弹性：
- Young's模量描述了当施加相反的力时沿线的拉伸弹性。它是拉伸应力与拉伸应变的比率。
- 体积模量（K）与杨氏模量和#39;s模量相似，三维除外。它是体积弹性的量度，计算为体积应力除以体积应变。
- 刚度的剪切或模量（G）des当物体受到反作用力作用时，会剪切。它计算为剪切应变下的剪切应力。
轴向模量，P波模量和Lamé'**个参数是其他弹性模量。泊松##39;s比可用于比较横向收缩应变和纵向延伸应变。与胡克定律一起，这些值描述了材料的弹性特性。
Sources
- ASTM E 111，"杨氏和#39的标准测试方法;s模量，切线模量和和弦模量"。标准书卷：03.01。
- G.Riccati，1782，Delle vibrazioni sonore dei cilindri，Mem。垫。fis。soc。意大利语，第1卷，第444-525页。
- Liu，Mingjie;Artyukhov，Vasilii I;Lee，Hoonkyung;Xu，Fangbo;Yakobson，Boris I（2013）。"来自**原理的碳炔：C原子链，纳米棒或纳米线？"。ACS Nano。7（11）：10075-10082。doi:10.1021/nn404177r
- Truesdell，Clifford A.（1960）。柔性或弹性体的理性力学，1638-1788:Leonhardi Euleri Opera Omnia简介，第X卷和第XI卷，Seriei Secundae。Orell Fussli。
