材料中的各种模量概念，你都分清楚了吗？

模量是指材料在受力状态下应力与应变之比。模量的倒数称为柔量，用J表示。我们通常所说的模量都是弹性模量，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。

常见的弹性模量又分为杨氏模量（E）、剪切模量（G）、体积模量（K）等等，下面力晶小邵为大家逐一介绍。

1、杨氏模量E(Young’s Modulus)

杨氏模量是描述固体材料抵抗形变能力的物理量。当一条长度为L、截面积为S的金属丝在力F作用下伸长ΔL时，F/S称为应力，其物理意义是金属丝单位截面积所受到的力；ΔL/L称为应变，其物理意义是金属丝单位长度所对应的伸长量。杨氏模量又称拉伸模量（tensile modulus），是弹性模量中最常见的一种。杨(Thomas Young1773～1829) 于1807年提出了沿纵向弹性模量的定义，后来有人将纵向弹性模量称为杨氏模量。

杨氏模量一般可以通过带有引伸计的材料试验机或者动态热机械分析仪（DMA）等测试获得。

2、剪切模量G(Modulus Of Rigidity)

剪切模量又称切变模量或刚性模量，是处于剪切应力作用下，在弹性变形比例极限范围内，切应力与切应变的比值，表征材料抵抗切应变的能力，剪切模量越大则表示材料的刚性越强。剪切模量的倒数称为剪切柔量，是单位剪切力作用下发生切应变的量度。

剪切模量一般通过旋转流变仪测试获得。常有人会疑惑，不清楚旋转流变仪测试模量和DMA测试模量有什么不同，根据多年的从业经验，下面为大家归纳几点区别：

① DMA测试时的施力方向为垂直方向，而流变仪施加的是水平方向上的力。流变仪的测试符合层流场理论，可以获得流变曲线，而DMA测试则与层流场无关。

② DMA一般用于测试高模量的样品，样品模量一般在10e8 Pa以上；而流变仪则用于测试中低模量样品，以压敏胶测试为例，从-20℃（10e9 Pa）到150℃（100 Pa左右）都可胜任。

③ DMA测试时一般需要将样品制成一定规格的样条，流变仪测模量试时一般采用平板转子，无需制样。

④ DMA可以施加正弦波之外的多种波形，流变仪一般都是施加正弦波。

目前市场上也有流变仪附加了DMA功能以达到兼顾测量剪切模量和杨氏模量的目的，但是此功能在精度上还是无法和正真的DMA仪器相比的。

3、体积模量K(Bulk Modulus)

体积模量是用来反映物体的体应变与平均应力（某一点三个主应力的平均值）之间关系的物理量，可描述均质各向同性固体的弹性，用于表征材料的不可压缩性。

对于各向同性材料的体积模量K、杨氏模量E、泊松比v，有如下关系：E=3K(1-2v)，其体积模量一般可以通过上述公式计算获得。

4、压缩模量(Compression Modulus)

压缩模量是物体在受压缩时压应力与压缩应变的比值，压缩模量越大，压缩性越小，实验上可由应力-应变曲线起始段的斜率确定。径向同性材料的压缩模量值常与其杨氏模量值近似相等，其一般可以通过材料试验机测试获得。

5、切线模量(Tangent Modulus)

切线模量就是材料屈服极限、强度极限之间的曲线斜率，用于研究钢材在弹塑性阶段的工作性能。切线模量大小与应力水平有关，应力越高，切线模量越低，一般可以通过材料试验机测试后计算获得。

6、截面模量

截面模量又称为截面系数或截面抵抗矩等，是截面对其形心轴惯性矩与截面上最远点至形心轴距离的比值，用于表示构件截面抵抗某种变形的能力，不同形状的截面计算公式不同，与材料本身的性质无关。