弹性模量(Elastic Modulus)是描述材料在弹性变形范围内,单位应变下所承受应力的物理量。对于线弹性材料,弹性模量的计算公式如下:
基本公式
$$
E = \frac{\sigma}{\epsilon}
$$
其中,$E$ 表示弹性模量,$\sigma$ 表示应力,$\epsilon$ 表示应变。
应力与应变成正比关系
弹性模量也可以定义为应力与应变成正比关系的比例系数,即:
$$
E = \frac{F}{A \cdot \Delta L / L_0}
$$
其中,$F$ 为拉力,$A$ 为材料横截面积,$\Delta L$ 为伸长量,$L_0$ 为原始长度。
体积模量
体积模量 $K$ 是描述材料在弹性变形范围内,单位体积变化下所承受应力的物理量,其公式为:
$$
K = -V \frac{dP}{dV}
$$
其中,$P$ 为压强,$V$ 为体积。
剪切模量
剪切模量 $G$ 是描述材料在弹性变形范围内,单位剪切应变下所承受应力的物理量,其公式为:
$$
G = \frac{\tau}{\gamma}
$$
其中,$\tau$ 为剪切应力,$\gamma$ 为剪切应变。
这些公式适用于线弹性材料,即在材料的弹性变形范围内,应力和应变之间的关系符合胡克定律。在实际应用中,可以根据具体情况选择合适的公式进行计算。