主要区别
弹性模量和刚度模量的主要区别在于,弹性模量仅对弹性变形有效,而刚性模量对非弹性变形和弹性变形都有效。
弹性模量(modulus of elasticity) vs. 刚度模量(modulus of rigidity)
弹性模量是指垂直于表面的力,而刚性模量则定义了作用于平行于表面的力。变形与弹性模量成线性关系,而变形是刚性模量的圆形变形。弹性模量仅对弹性变形有效,而刚度模量对非弹性变形和弹性变形都有效。在计算弹性模量的情况下,变形力中的对象会缩短或加长;另一方面,物体的一个表面会在计算刚度模量的另一个曲面上被移动。弹性模量总是大于刚度模量,而这一规则的例外情况是具有负泊松比的“辉石”材料,但这些材料的普遍性却不太常见。
比较图
什么是弹性模量(the modulus of elasticity)?
弹性模量或通常所说的杨氏模量是一个数字,它定义了一个特定物体或固体物质中的应力与应变之比,该物体或固体物质由于垂直于物体表面的变形力而变形。应力被定义为单位面积的变形力。例如,由于拉伸力作用于一个物体上,它会被拉伸。因此,变形力垂直于物体表面,所以这种应力有时称为法向应力。应变通常被定义为物体长度的微小变化。假设在变形力作用于物体之前,物体的长度为x˳,当物体在变形力中伸长长度∆x时。应力和应变被视为无量纲量。弹性模量是指物体在外力作用下会发生弹性变形。较硬的材料通常具有较高的弹性模量。弹性模量仅对弹性变形有效,并且在计算弹性模量时,受变形力的对象要么变短要么变长。弹性模量总是大于刚度模量,这一规则的例外是具有负泊松比的“auxetic”材料,但这些材料并不常见。
什么是刚度模量(the modulus of rigidity)?
刚度模量或有时称为剪切模量,通常提供单位面积上作用于固体的剪切应力。因此,当变形力的作用相当于物体的表面时,刚性模量有助于推测物体的变形,导致物体的一个面相对于另一个表面发生位移。考虑剪切应力和剪切应变之间百分比的刚度模量。剪切应力方程包含与法向应力方程相同的方法,但在力的作用方式上存在明显的差异。剪应力单位,牛顿每平方米或通常称为帕斯卡。不仅固体有剪应力,流体也有剪应力。剪切应变被认为是面与面之间相对位移与面间距的比例。弹性模量总是大于刚度模量,这一规则的例外是具有负泊松比的“auxetic”材料,但这些材料并不常见。
主要区别
- 弹性模量的力是垂直于表面的,而刚度模量的力是在平行于表面的表面上作用的。
- 弹性模量的变形是线性的,而刚度的变形是圆形的。
- 弹性模量仅对弹性变形有效,而刚性模量对非弹性变形和弹性变形都有效。
- 受变形力的物体在弹性模量预期的地方变短或变长;另一方面,物体的一个表面相对于另一个计算刚度模量的表面发生位移。
- 弹性模量总是大于刚度模量,这一规则的例外是具有负泊松比的“auxetic”材料,但这些材料并不常见。
结论
上述讨论的结论是,弹性模量仅对弹性变形有效,在变形力作用下的物体变短或变长,而刚性模量对非弹性变形和弹性变形都有效,但物体的一个表面相对于另一个表面发生位移。