杨氏模量的测量

• 1807年，托马斯•杨于《自然哲学与机械技术教程》一书中提到弹性模量的概念。

• 测量杨氏模量主要有静态拉伸法、动态共振法、梁弯曲法，以及超声波测量法。

其中静态拉伸法在被测材料上施加一个使其产生伸长形变的力，通过测量材料受力后的微小伸长量来计算杨氏模量。 动态共振法根据固体材料的动力学方程推导出杨氏模量的测量公式[1]。 而梁弯曲法可用对片状或块状材料的杨氏模量进行测定；超声波测量法可利用超声压缩波在试块中的传播速度与试块杨氏模量之间的关系对软组织的杨氏模量进行测定 [2] 。

• 通过测量杨氏模量可以得到衡量材料的抗弹性变形的一个量，也即材料刚度的一个指标。

• 1678年，胡克于《弹簧》一文中向人们介绍了对弹性物体实验的结果，即对于线弹性材料，其受力之后，材料中的应力与应变（单位变形量）之间成线性关系。1807年托马斯.杨依据胡克定律得出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。

• 杨氏模量为一材料力学量，而可以通过光学、电学或者声学的手段对微小形变量进行放大，从而可以通过测量材料在有较小形变时应力与相应的应变之比对材料的刚度进行描述。

• 工程结构应力和寿命计算的基础是应力应变关系，而大多数的应力计算是线性弹性法则，而杨氏模量、剪切模量和泊松比是计算应力的最重要的三个常数。故而可通过杨氏模量对结构受力进行评估[3]。

1、段卓琦.金属杨氏模量的动态法测量研究[J].科技信息,2009(29):449-450;

2、赵绍智,蒋添雨,刘志翔,张智河,熊华晖.基于超声波压缩波测量软组织杨氏模量[J].中国医疗设备,2019,34(02):35-37+53；

3、杨氏模量可应用在哪些方面 <https://www.zhihu.com/question/304105669>。