科技名词

杨氏模量

Young modulus

定义：材料在弹性变形范围内，正应力与正应变的比值。

学科：材料科学技术_材料科学技术基础_材料科学基础_材料性能

相关名词：材料力学 固体 形变 刚性

【延伸阅读】

杨氏模量又称拉伸模量，是材料力学中的一个重要概念，用于描述固体材料在弹性限度内抵抗形变的能力。杨氏模量定义为在弹性变性阶段，材料所受到的正应力与正应变之比。这一比例系数反映了材料在弹性范围内的力学性质，是材料刚性的一个指标。

杨氏模量的概念最早由托马斯·杨在1807年提出，为了表彰他对这一领域的杰出贡献，将这一概念命名为“杨氏模量”。

杨氏模量的大小标志着材料的刚性。杨氏模量越大，材料在受到外力作用时越不容易发生形变，即材料的刚度越大。杨氏模量是材料的一种固有属性，只取决于材料本身的物理性质，如化学成分、晶体结构等，而与外力、物体的形状等因素无关。

杨氏模量是工程技术设计中常用的参数之一，对于选定机械零件材料具有重要意义。在材料科学领域，杨氏模量的测定对于研究各种材料（如金属材料、光纤材料、半导体、纳米材料、聚合物、陶瓷、橡胶等）的力学性质具有重要意义。杨氏模量还可用于机械零部件设计、生物力学、地质等领域，为相关领域的研究和工程应用提供重要依据。

测量杨氏模量的方法多种多样，常见的包括拉伸法、梁弯曲法、振动法等。其中，拉伸法是最直接、最常用的方法之一。在拉伸法中，通常使用专用的杨氏模量测定仪，通过施加外力使材料发生弹性变形，并测量相应的应力和应变，从而计算出杨氏模量。此外还有一些先进的实验技术和方法可用于测量杨氏模量，如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等。这些方法具有高精度、高灵敏度等优点，可适用于不同材料和不同条件下的测量。

材料的化学成分和晶体结构是影响杨氏模量的主要因素。不同材料由于化学成分和晶体结构的差异，其杨氏模量也会有所不同。