杨氏模量计算器
根据带符号的轴向应力和应变(可输入百分数或微应变)计算杨氏模量。支持 SI 与英制应力单位,并明确说明弹性假设。
E = 应力 / 应变只有在零点基准一致、处于合适的单轴线弹性范围内时才是杨氏模量,否则只是单点的割线比值。
根据一次测得的加载状态,计算轴向应力与应变之比。在单轴线弹性范围内且零点基准一致时,这个比值就是杨氏模量。应变的表示方式需要明确选择,以免把百分数或微应变误当成无量纲的小数。
使用方法
- 输入带符号的工程应力及其单位。
- 输入对应的带符号轴向应变。
- 选择与应变值相符的表示方式:比值、百分数或微应变。
- 选择模量单位,并在适用的材料范围内解读结果。
计算公式
E = σ / ε
应力 σ 与应变 ε 必须采用一致的拉为正、压为负的符号约定。换算后应变无量纲。由于应变没有单位,E 与应力量纲相同;输出单位可选 Pa、MPa、GPa、psi 或 ksi。
示例
某试样的应力为 100 MPa,轴向应变为 500 µε,即 0.0005。相除得 100 / 0.0005 = 200,000 MPa,即 200 GPa。只有当测量数据属于合适的线弹性范围时,这个数值才是模量。
常见问题
模量越大,强度也越大吗?
模量描述刚度,即产生给定弹性应变所需的应力。强度描述失效或屈服的门槛。材料在这两种性质上的排序可以不同。
为什么不接受零应变和符号相反的输入?
应变为零时比值无定义。符号相反会得到负的比值,超出了此模量为正的常规模型。解读测量结果之前,请检查基准偏移和符号约定。
可以使用线性范围之外的点吗?
这时该比值表示从原点出发的割线,不一定是杨氏模量。切线模量使用局部斜率,拟合得到的弹性模量通常需要多次测量。
它能用来选材料或批准构件吗?
不能。它不会确定合金种类、温度依赖性、各向异性、屈服应力或抗屈曲能力。所输入的应力和应变必须来自相互一致的加载方向和试验条件。
资料来源
本结果仅为规划用估算,不是工程设计、安全检查或合规证明。请遵守适用的规范和法规,并在实施之前向合格的专业人士或主管部门确认。 计算器的核对方法 · 免责声明全文
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