关于杨氏模量的问题

nonlinear

原帖由 pjdykb 于 2009-12-17 13:16 发表

                               
登录/注册后可看大图

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

VibrationMaster

如果纳米材料的弹性模量比基底材料高出许多才有可能。

nonlinear

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

VibrationMaster

这就偏离了楼主所指了

xiabin212

很少感受到论坛的这种氛围

chenzhi918

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。

dudulook

弹性模量随温度也会发生变化！

iamacloud

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。

dujunmin

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。

chenzhi918

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。

xiaofan83

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

Rainyboy

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。

wanyeqing2003

杨氏模量应该是材料是自身的特性。

ansys000

在弹性范围内，E是常量！

sc493

受益匪浅！