Ansys经验之：杨氏模量的本质概念理解——仿真在线工作记录

Ansys经验之：什么是杨氏模量？

这是我见到的很多来培训的结构力学仿真人员的困惑，始终不能只管理解，但又是一个入门的重要概念。

本质：杨氏模量=应力/应变，即单位应变的应力。那什么叫单位应变呢，也很不直观，应变是一个百分比，单位即100%，转个弯即：变形达到自身尺度的1倍所产生的材料截面的内部压力。

通过传统的：与δ-epsilon曲线图，即应力应变图，可以大致算出杨氏模量 根据胡克定律，在物体的弹性限度内，应力与应变成正比，比值被称为材料的杨氏模量，它是表征材料性质的一个物理量，仅取决于材料本身的物理性质。

杨氏模量的大小标志了材料的刚性，杨氏模量越大，越不容易发生形变。 杨氏模量应该是可变的，但在ansys中只有一个值，只局限于严格线性变形阶段的情况。对于超弹性，因为变形量特别大，可能ansys会得出比较大的误差——应力超大。

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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叫应力，其物理意义是金属丝单位截面积所受到的力；

ΔL/L叫应变，其物理意义是金属丝单位长度所对应的伸长量。应力与应变的比叫弹性模量。

ΔL是微小变化量。杨氏模量（Young's modulus），又称拉伸模量（tensile modulus）是弹性模量（elastic modulus or modulus of elasticity）中最常见的一种。

杨氏模量衡量的是一个各向同性弹性体的刚度（stiffness）， 定义为在胡克定律适用的范围内，单轴应力和单轴形变之间的比。

与弹性模量是包含关系，除了杨氏模量以外，弹性模量还包括体积模量（bulk modulus）和剪切模量（shear modulus）等。

Young's modulus E, shear modulus G, bulk modulus K, 和 Poisson's ratio ν 之间可以进行换算，

公式为：E=2G(1+v)=3K(1-2v).

这个可变的杨氏模量，在comsol中走的是公式，这也是我觉得comsol更合理的原因。