深的
3 弹性和杨氏模量
杨氏模量是最常见的弹性模量形式之一，并且似乎是产品设计过程中最重要的机械性能。 本文将让您深入了解弹性、杨氏模量和刚度。
我们先从最熟悉的胡克定律开始。
不知道你是否和我一样，从小就痴迷于收集各种弹簧、磁铁。 那个时候还没有玩具。 这两件事似乎支撑了我一半的童年。
弹簧的一个重要特性是钢材的弹性模量，当你施加力时，它会发生弹性变形； 当力移除时，弹簧可以恢复到原来的形状。 并且力与位置之间存在定量关系：F=-kx。
这就是我们第一次了解到弹性，胡克定律！
胡克定律是英国机械师胡克（1635-1703）在1678年发现的，真是太棒了！ 但当弹簧的形状和厚度发生变化时，即使采用相同的材料，其刚度系数k也会发生很大的变化。
如何消除形状和尺寸的影响？
我们在 中提到的一个好方法是使用压力和应变。 将胡克定律σ=E*ε应用于应力-应变曲线中材料的弹性相，即可得到杨氏模量的定义。
因此，弹性模量与材料本身的性能有关，与形状、尺寸无关； 刚度受弹性模量以及形状和尺寸的影响。
在实际工程应用中，除了关注成本、工作温度、强度、耐腐蚀性等因素外，最重要的关注点应该是结构的刚度。 因为实际上大多数结构材料都是在屈服强度以下的应力范围内使用的，也就是我们上面提到的弹性变形阶段； 此时，结构本身会产生多大的变形钢材的弹性模量，完全由弹性模量和形状尺寸决定。 的。
如果您是一名经验丰富的机械设计工程师，发现产品加工组装后出现“过度”弹性变形，该怎么办？ 首先应检查产品的加工尺寸是否符合设计要求； 如果尺寸没有问题，你应该检查你的设计或材料选择是否有问题。
为什么我这么确定这不是材料本身的问题？ 比如化学成分不达标？ 热处理不良？等。
因为弹性模量是一个非常“纯粹”的材料参数。 它仅受两个因素影响：温度和材料类型。
材料类型的影响相对容易理解。 金刚石和橡胶的弹性模量自然不同。
温度对弹性模量的影响一般是温度越高，弹性模量越低。 当然，也有一些罕见的例外，例如高弹性橡胶。
碳钢力学性能与温度的关系
橡胶杨氏模量随温度的变化
然而，为什么合金成分、加工硬化、材料显微组织的变化对其影响不大呢？
让我们下一期来回答这样一个纯粹又奇怪的问题吧。 村里见！
同一种钢在不同加工状态下具有相同的杨氏模量：1原始状态2退火状态3加工硬化状态
