一种材料的杨氏模量是由它的主材料决定的,只要在弹性形变的范围内,影响都不是很大,即使加入微量元素或热处理等,变化也只是在5%以内。
我不同意这个看法。
在复合材料里面,加入纳米增加材料,即使只有百分之几的质量百分比,完全可能使得模量增加几倍。
resin+nanoparticle的文章很多
回复 16楼 nonlinear 的帖子
如果纳米材料的弹性模量比基底材料高出许多才有可能。 本帖最后由 VibInfo 于 2016-4-11 15:47 编辑原帖由 VibrationMaster 于 2009-12-17 20:10 发表
如果纳米材料的弹性模量比基底材料高出许多才有可能。
不高很多,就不会拿纳米材料做增强材料了 这就偏离了楼主所指了 很少感受到论坛的这种氛围 我觉得楼主的问题是:看到材料的标示的性质是一个范围。
标示值是一个范围的原因是,因为材料的加工,成分是不可能严格一致的,所以,导致材料的某些参数本质上是一个随机值(比如正态分布)。标示出来的范围,其实就是材料参数在某个置信度上的置信区间。我们一般说的某个材料杨氏模量是多少,其实是指它的期望值,也就是统计均值。
一般来说,杨氏模量在静强度分析中,用处似乎不大。比如平面应力应变中,没有体力的情况下,方程式不含任何材料常数,这也是光弹性实验的理论基础。
但是,杨氏模量对刚性则是非常重要。而刚度就跟一些问题联系起来,比如,压力下的弹性问题,比如轴承的转角限制,一些对变形尺寸有限制的机械(比如涡轮机的间隙控制,比如机床),以及振动问题,接触问题。这些都是很重要的。
但是,杨氏模量有个特别的性质,就是只跟材料的主要元素有关系。所以,很多合金的强度很高(屈服极限,强度极限高),但是并不能提高提高杨氏模量。所以,很多机械和建筑设计中,材料用量大的问题不是强度问题,而是刚度问题,比如,建筑中的高的柱体,如果根据强度设计,其实不需要那么粗,但是由于考虑压力稳定性,就只能做这么粗了,多高的屈服极限都没有用。另外一个问题就是,航空发动机的支撑结构,其实如果按照强度分析,那么其安全系数高达5以上,这也是刚度的问题,因为叶轮机械的间隙控制很重要,而且轴承的转角限制很重要(可靠性,寿命)。
至于可以通过掺杂某些特殊物质,大幅提高杨氏模量,这个我还没有听说,如果真的,那太好了。无论是对于建筑,还是发动机,还是机床,多是一个很大的进步。 弹性模量随温度也会发生变化! E是的选取要看你研究的问题的属性,是线性还是非线性的。
回复 21楼 chenzhi918 的帖子
您对模量的理解非常透彻,学习了很多,但有一点不敢苟同。您说:“ 一般来说,杨氏模量在静强度分析中,用处似乎不大。比如平面应力应变中,没有体力的情况下,方程式不含任何材料常数,”其实,杨氏模量在静力分析中同样需要,弹性力学方程包括三部分,即:平衡方程、几何方程和本构方程。其中平衡方程描述单元体应力之间的平衡,几何方程描述位移、应变之间的关系,而本构方程就描述了应变和应力之间的关系,在本构常常中就包含了杨氏模量和泊松比两个材料常数。三个方程组合在一起求解结构位移、应力和应变。回复 24楼 dujunmin 的帖子
是我错了。其实,是在静力分析中,如果只求解应力分布的话,有些情况不需要考虑杨氏模量,比如平面问题的应力方程(体力不沿空间变化的话)本来就不包含杨氏模量和泊松比,这也是光弹性的原理所在。自然,要求位移场和应变场,无论如何都要杨氏模量的了。 模量的变化范围很小,取决于原子结合力,还有就是温度对它有影响 磁致伸缩材料的杨氏模量就和作用在上面的偏置磁场有关,可以通过调整偏置磁场调整杨氏模量。 杨氏模量应该是材料是自身的特性。 在弹性范围内,E是常量! 受益匪浅!