剪切模量

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在材料科学中,剪切模量或刚度模量,用G表示,有时用S或μ表示,是材料弹性剪切刚度的量度,定义为剪切应力与剪切应变的比值。 导出的SI剪切模量单位是帕斯卡(Pa),尽管它通常以吉帕斯卡(GPa)或千磅每平方英寸(ksi)表示。它的维数形式是M1L-1T-2,用质量乘以加速度代替力。 剪切模量是测量材料刚度的几个量之一。 剪切模量与固体在受到与其一个表面平行的力而其相对面受到相反力(例如摩擦力)时的变...

剪切模量

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材料科学中,剪切模量刚度模量,用G表示,有时用S或μ表示,是材料弹性剪切刚度的量度,定义为剪切应力与剪切应变的比值。

导出的SI剪切模量单位是帕斯卡(Pa),尽管它通常以吉帕斯卡(GPa)或千磅每平方英寸(ksi)表示。它的维数形式是M1L-1T-2,用质量乘以加速度代替力。

解释

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剪切模量是测量材料刚度的几个量之一。

剪切模量与固体在受到与其一个表面平行的力而其相对面受到相反力(例如摩擦力)时的变形有关。在形状像矩形棱柱的物体的情况下,它会变形为平行六面体。当在不同方向进行测试时,各向异性材料(例如木材、纸和基本上所有的单晶)表现出对应力或应变的不同材料响应。在这种情况下,可能需要使用弹性常数的完整张量表达式,而不是单个标量值。

流体的一种可能定义是具有零剪切模量的材料。

剪切波

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在均质和各向同性固体中,有两种波,压力波和剪切波。

金属的剪切模量

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通常观察到金属的剪切模量随着温度的升高而降低。在高压下,剪切模量似乎也随着施加的压力而增加。在许多金属中已经观察到熔化温度、空位形成能和剪切模量之间的相关性。

有几种模型试图预测金属(可能还有合金)的剪切模量。已用于塑性流动计算的剪切模量模型包括:

  • MTS剪切模量模型由机械阈值应力(MTS)塑性流动应力模型开发并与之结合使用。
  • Steinberg-Cochran-Guinan(SCG)剪切模量模型由Steinberg-Cochran-Guinan-Lund(SCGL)流动应力模型开发并结合使用。
  • Nadal和LePoac(NP)剪切模量模型使用林德曼理论来确定温度依赖性,而SCG模型则用于剪切模量的压力依赖性。

其中,μ0是参考状态下的剪切模量(T=300K,p=0,η=1),p是压力,T是温度。

剪切模量

NP模型

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Nadal-LePoac(NP)剪切模量模型是SCG模型的修改版本。SCG模型中剪切模量的经验温度依赖性由基于林德曼熔融理论的方程代替。

μ0是xxx零和环境​​压力下的剪切模量,ζ是面积,m是原子质量,f是林德曼常数。

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  1. 剪切模量
  2. 解释
  3. 剪切波
  4. 金属的剪切模量
  5. NP模型

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