弹性模量

弹性模量是描述物质弹性的一个物理量，是一个统称，表示方法也可以是杨氏模量或体积模量。材料在弹性变形阶段，其应力和应变成正比（符合胡克定律），其比例系数称为弹性模量。^[1]

材料的弹性模量受其化学矿物组成、显微组织结构的影响，尤其是主晶相的性能、基质的性能及两者的结合情况。另外，温度也对其有重要影响，一般随着温度的升高，弹性模量下降。^[2]

对一根细杆施加一个拉力F，这个拉力除以杆的截面积S，称为“线应力”，杆的伸长量dL除以原长L，称为“线应变”。线应力除以线应变就等于杨氏模量

对一块弹性体施加一个侧向的力f，譬如摩擦力，弹性体会由方形变成菱形，这个形变的角度a称为“剪切应变”，相应的力f除以受力面积S称为“剪切应力”。剪切应力除以剪切应变就等于剪切模量

对弹性体施加一个整体的压强p，这个压强称为“体积应力”，弹性体的体积减少量(-dV)除以原来的体积V称为“体积应变”，体积应力除以体积应变就等于体积模量:

在不易引起混淆时，一般金属材料的弹性模量就是指杨氏模量，即正弹性模量。单位为兆帕（MPa）。

弹性模量是工程材料重要的性能参数，从宏观角度来说，弹性模量是衡量物体抵抗弹性变形能力大小的尺度，从微观角度来说，则是原子、离子或分子之间键合强度的反映。凡影响键合强度的因素均能影响材料的弹性模量，如键合方式、晶体结构、化学成分、微观组织、温度等。因合金成分不同、热处理状态不同、冷塑性变形不同等，金属材料的杨氏模量值会有5%或者更大的波动。但是总体来说，金属材料的弹性模量是一个对组织不敏感的力学性能指标，合金化、热处理（纤维组织）、冷塑性变形等对弹性模量的影响较小，温度、加载速率等外在因素对其影响也不大，所以一般工程应用中都把弹性模量作为常数。

弹性模量可视为衡量材料产生弹性变形难易程度的指标，其值越大，使材料发生一定弹性变形的应力也越大，即材料刚度越大，亦即在一定应力作用下，发生弹性变形越小。弹性模量E是指材料在外力作用下产生单位弹性变形所需要的应力。它是反映材料抵抗弹性变形能力的指标，相当于普通弹簧中的刚度。

弹性模量又称杨氏模量，它是弹性材料的一种最重要、最具特征的力学性质，是物体弹性变形难易程度的表征，常用E表示。定义为理想材料有小形变时应力与相应的应变之比。E以σ单位面积上承受的力表示，单位为。模量的性质依赖于形变的性质。剪切形变时的模量称为剪切模量，用G表示；压缩形变时的模量称为压缩模量，用K表示。模量的倒数称为柔量，用J表示。

拉伸试验中得到的屈服极限和强度极限，反映了材料对力的作用的承受能力，而延伸率δ或截面收缩率ψ，反映了材料塑性变形的能力。为了表示材料在弹性范围内抵抗变形的难易程度，在实际工程结构中，材料弹性模量E的意义通常是以零件的刚度体现出来的，这是因为一旦零件按应力设计定型，在弹性变形范围内的服役过程中，是以其所受负荷而产生的变形量来判断其刚度的。一般按引起单位应变的负荷为该零件的刚度。要想提高零件的刚度，亦即要减少零件的弹性变形，可选用高弹性模量的材料和适当加大承载的横截面积，刚度的重要性在于它决定了零件服役时稳定性，对细长杆件和薄壁构件尤为重要。因此，构件的理论分析和设计计算来说，弹性模量E是经常要用到的一个重要力学性能指标。

材料的抗弹性变形的一个量，材料刚度的一个指标。钢材的弹性模量 ，注：E11表示10的11次方。弹性模量只与材料的化学成分有关，与温度有关，与其组织变化无关，与热处理状态无关。

但是与材料缠绕形状有一定关系，比如将一根弹模已知的钢丝绕成一根弹簧，则弹模会改变，或者多根钢丝捻制成绞线，把他当成一个整体来检测弹性模量，其整体弹模与材料本身的弹模是不一样的。

各种钢的弹性模量差别很小，金属合金化对其弹性模量影响也很小。

1兆帕磅/英寸千克力/平方厘米；

1磅/英寸兆帕千克力/平方厘米大气压(atm)；

1巴兆帕磅/英寸千克力/平方厘米大气压(atm)；

1大气压兆帕磅/英寸千克力/平方厘米巴(bar)。^[3]