楊氏模數計算器

楊氏模數也稱為彈性模數，用來衡量材料抵抗彈性拉伸或壓縮變形的能力。模數較大表示材料剛性高，在載重下長度變化較小；模數較小則表示材料較柔軟。這項性質是結構工程、機械設計、材料科學，以及任何需要將構件變形控制在可接受範圍內之計算的基礎。 在材料的線彈性範圍內，虎克定律透過E = σ/ε連結正向應力σ、正向應變ε與楊氏模數E。應力等於作用力除以原始橫截面積，以帕斯卡表示，1帕斯卡等於1牛頓每平方公尺。應變等於長度變化量除以原始長度，因此沒有單位。將帕斯卡除以無因次比值，模數的單位仍為帕斯卡。由於大多數結構材料的剛性較高，工程上通常以百萬帕或吉帕表示模數。 只有當應力與應變取自應力-應變曲線正比區段上的同一點時，這項計算才有意義。超過比例限度後，降伏、開裂、黏彈性行為或其他非線性效應可能使這個簡單比值不再適用。單一模數也未必能充分描述異向性複合材料、木材、生物組織或性質隨溫度變化的聚合物。對於這些材料，應採用相關標準規定的加載方向、試驗條件與模數定義。 要取得可靠的輸入資料，請先以施加的軸向力除以原始面積，計算工程應力，再以伸長量除以原始標距，計算工程應變。所有物理量應採用一致的單位制。若輸入的應力單位為帕斯卡，本計算器會回傳帕斯卡結果，並同時換算為吉帕。典型近似值為：鋼約200 GPa、鋁約69 GPa，而許多聚合物為幾GPa或更低；但合金成分、加工製程、溫度及試驗方法都可能改變這些數值。表列數值應作為設計參考；當結果涉及安全或法規符合性時，應使用經認證的試驗資料。