弹性模量（Modulus of Elasticity）或弹性模数是衡量材料抵抗作用在其上的变形力的能力的指标。弹性模量也被称为杨氏模量（Young‘s Modulus）。它被定义为应力与应变之比。弹性模量的单位是兆帕或吉帕。
弹性模量是材料科学和工程学中最重要的概念之一。它是材料的一种属性，用于衡量在应力作用下对弹性变形的刚度。在本文中，我们将探讨弹性模量，包括其定义、类型和基本概念，以及它在日常生活中的各种应用。
目录
- 什么是弹性模量
- 如何计算弹性模量
- 弹性模量公式
- 不同材料的弹性模量
- 弹性模量与刚性模量
弹性模量，或称杨氏弹性模量（Young Modulus of Elasticity）或简称弹性模量，是材料的一个基本机械性能，用于衡量其在应力下的刚度或对弹性变形的抵抗力。它也被定义为拉伸应力（σ）与拉伸应变（ε）之比，其中
应力是单位面积上施加的力（σ = F/A），应变是单位长度的伸长量（ε = dl/l）。
- 弹性模量是由著名的英国博学家、医生托马斯·杨（Sir Thomas Young）引入的，他生于1773年6月13日。他因发现了许多理论和实验而闻名，例如——杨氏模量、杨氏干涉实验、散光、杨-赫尔姆霍茨理论和杨氏音律。
- 这一特性在工程学和材料科学中至关重要，因为它决定了材料承受载荷并保持其形状的能力。
- 工程学中最关键的测试之一就是了解物体或材料何时会弯曲或断裂，而告诉我们这一点的属性就是杨氏模量。它是衡量材料拉伸和变形难易程度的指标。
- 弹性模量也被称为杨氏模量、拉伸模量和弹性模数。
- 无论是一小块橡胶还是一大块橡胶，其弹性模量始终是相同的。
> 弹性模量是材料抵抗变形力的能力。它是作用在物体上的应力与产生的应变之比。
钢是弹性模量最常见的例子之一，因其高强度和耐久性而常用于建筑。它能够抵抗变形并在应力下保持其形状。这使得钢能够承受重载荷而不会弯曲或断裂。它是一种脆性材料，使用时需注意安全和预防措施。钻石拥有最高的弹性模量之一，约为 1220 GPa。
- 钢的弹性模量为 210GPa
- 混凝土的弹性模量为 30 到 50 GPa
- 铝的弹性模量为 70 GPa
- 木材的弹性模量为 5.5 GPa 到 17 GPa
就应力-应变曲线而言，弹性模量是弹性行为区域（即应力与应变呈线性比例的区域）内应力-应变曲线的斜率。
!Modulus of Elasticity Measurement-(1).png)
我们可以通过以下方式从图中测量弹性模量：
- 弹性模量是应力-应变曲线的斜率。
- 从 0 开始到屈服强度的区域被称为弹性区域。在该区域之后，发生塑性变形区域。
- 屈服强度是产生少量塑性变形所需的应力。
- 极限强度是材料在受力或拉伸时所能承受的最大应力。
- 在极限应力点之后，由于材料无法承受应力，因此会发生断裂失效。
确定材料（即弹性模量或杨氏模量）通常涉及对金属丝或试样进行拉伸测试。
- 切取一段待测的金属丝。金属丝沿其长度的直径应均匀，且无缺陷。
- 将金属丝的一端固定在固定夹具或支架上。另一端应连接到负载传感器或能够施加可控拉伸力的装置上。
- 建立一个测量系统，以准确测量施加的力（拉伸载荷）以及金属丝相应的伸长量（应变）。
- 对金属丝施加逐渐增加的拉伸力，同时测量伸长量。确保力沿金属丝长度均匀施加，并且加载速率是可控的。