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楊格模數,楊氏模數

Young's modulus

邵揮洲
2002年12月
力學名詞辭典

名詞解釋:  以十八世紀英國醫師和物理學家T. Young命名的常數,它描述固體只在一個方向上受到張力或壓縮時的彈性,以一根金屬棒為例,在縱長方向上受到拉伸或壓縮後,會恢復到原有長度。楊氏模數是材料在縱長方向受到伸長或壓縮時阻礙長度變化能力的量度,亦稱為楊格模數,它等於縱向應力除以應變。截面積為A的金屬棒兩端受到拉力F,棒由初始長度L0拉至新長度Ln(此時金屬棒截面積會縮小)。應力就是張力除以截面積的商,即F/A。應變則為長度的變化Ln-L0除以初始長度L0,即(Ln-L0)/L0。因此,楊氏模數可以下式表示:      這是描述彈性的虎克定律的特殊形式。楊氏模數的單位為牛頓每平方公尺。鋁的楊氏模數值約為7.0×1010牛頓每平方公尺。鋼的楊氏模數值約為鋁的三倍。這是指使鋼棒長度發生同樣變化所需的力量為同形狀鋁棒的三倍。楊氏模數只在應力與應變成正比,並且當外力去除時材料能回復原有大小的情況下才有意義,隨著應力的增大,楊氏模數減小而不再保持不變,材料將會產生永久變形或者甚至於破壞斷裂。   金屬棒在張力作用下伸長時,其寬度略有減小,這種橫向的收縮構成橫向應變,它等於寬度變化除以原有寬度。橫向應變與縱向應變之比稱為帕桑比(Poisson's ratio)。鋼的帕桑比平均為0.28,鋁合金為0.33,帕桑比小於0.50的材料,在縱向張力下體積增大,受到縱向壓縮時體積縮小。

楊格模數,楊氏模數

Young's modulus

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