主要區別
彈性模量和剛度模量的主要區別在於,彈性模量僅對彈性變形有效,而剛性模量對非彈性變形和彈性變形都有效。
彈性模量(modulus of elasticity) vs. 剛度模量(modulus of rigidity)
彈性模量是指垂直於表面的力,而剛性模量則定義了作用於平行於表面的力。變形與彈性模量成線性關係,而變形是剛性模量的圓形變形。彈性模量僅對彈性變形有效,而剛度模量對非彈性變形和彈性變形都有效。在計算彈性模量的情況下,變形力中的物件會縮短或加長;另一方面,物體的一個表面會在計算剛度模量的另一個曲面上被移動。彈性模量總是大於剛度模量,而這一規則的例外情況是具有負泊松比的“輝石”材料,但這些材料的普遍性卻不太常見。
比較圖
什麼是彈性模量(the modulus of elasticity)?
彈性模量或通常所說的楊氏模量是一個數字,它定義了一個特定物體或固體物質中的應力與應變之比,該物體或固體物質由於垂直於物體表面的變形力而變形。應力被定義為單位面積的變形力。例如,由於拉伸力作用於一個物體上,它會被拉伸。因此,變形力垂直於物體表面,所以這種應力有時稱為法嚮應力。應變通常被定義為物體長度的微小變化。假設在變形力作用於物體之前,物體的長度為x˳,當物體在變形力中伸長長度∆x時。應力和應變被視為無量綱量。彈性模量是指物體在外力作用下會發生彈性變形。較硬的材料通常具有較高的彈性模量。彈性模量僅對彈性變形有效,並且在計算彈性模量時,受變形力的物件要麼變短要麼變長。彈性模量總是大於剛度模量,這一規則的例外是具有負泊松比的“auxetic”材料,但這些材料並不常見。
什麼是剛度模量(the modulus of rigidity)?
剛度模量或有時稱為剪下模量,通常提供單位面積上作用於固體的剪下應力。因此,當變形力的作用相當於物體的表面時,剛性模量有助於推測物體的變形,導致物體的一個面相對於另一個表面發生位移。考慮剪下應力和剪下應變之間百分比的剛度模量。剪下應力方程包含與法嚮應力方程相同的方法,但在力的作用方式上存在明顯的差異。剪應力單位,牛頓每平方米或通常稱為帕斯卡。不僅固體有剪應力,流體也有剪應力。剪下應變被認為是面與面之間相對位移與面間距的比例。彈性模量總是大於剛度模量,這一規則的例外是具有負泊松比的“auxetic”材料,但這些材料並不常見。
主要區別
- 彈性模量的力是垂直於表面的,而剛度模量的力是在平行於表面的表面上作用的。
- 彈性模量的變形是線性的,而剛度的變形是圓形的。
- 彈性模量僅對彈性變形有效,而剛性模量對非彈性變形和彈性變形都有效。
- 受變形力的物體在彈性模量預期的地方變短或變長;另一方面,物體的一個表面相對於另一個計算剛度模量的表面發生位移。
- 彈性模量總是大於剛度模量,這一規則的例外是具有負泊松比的“auxetic”材料,但這些材料並不常見。
結論
上述討論的結論是,彈性模量僅對彈性變形有效,在變形力作用下的物體變短或變長,而剛性模量對非彈性變形和彈性變形都有效,但物體的一個表面相對於另一個表面發生位移。