楊氏模量 （E或Y）是固體在載荷下的剛度或對彈性變形的抵抗力的量度。它將應力（每單位面積的力）與沿軸或線的應變（比例變形）相關聯。基本原理是，材料在壓縮或拉伸時會發生彈性變形，而在去除載荷後會恢復其原始形狀。與剛性材料相比，柔性材料中發生的變形更多。換一種說法：

楊氏模量值低表示固體具有彈性。

高的楊氏模量值表示固體無彈性或硬。

方程和單位

楊氏模量的方程為：

E =σ/ε=（F / A）/（ΔL/ L 0）= FL 0 /AΔL

其中：

E是楊氏模量，通常以帕斯卡（Pa）表示

σ是單軸應力

ε是應變

F是壓縮力或伸展力

A是橫截面積或垂直於作用力的橫截面

ΔL是長度的變化（壓縮時為負；拉伸時為正）

L 0是原始長度

楊氏模量的SI單位為Pa，但值通常以兆帕（MPa），牛頓/平方毫米（N / mm 2），千兆帕斯卡（GPa）或千牛頓/平方毫米（kN / mm 2）表示。通常的英制單位是磅每平方英寸（PSI）或兆PSI（Mpsi）。

歷史

瑞士科學傢和工程師Leonhard Euler在1727年描述瞭楊氏模量的基本概念。1782年，意大利科學傢佐丹奴·裡卡蒂（Giordano Riccati）進行瞭產生現代模量計算的實驗。

不過，模量取自英國科學傢托馬斯·楊（Thomas Young）的名字，他 在1807年的《自然哲學和機械藝術講座》中描述瞭它的計算 。鑒於對它的歷史的現代理解，它應該被稱為裡卡蒂模數，但這會導致混亂。

各向同性和各向異性材料

楊氏模量通常取決於材料的取向。各向同性材料在所有方向上均顯示相同的機械性能。比如純金屬和陶瓷。處理材料或向其中添加雜質會產生使機械性能具有方向性的晶粒結構。這些各向異性材料可能具有非常不同的楊氏模量值，這取決於是沿晶粒還是垂直於晶粒加載力。各向異性材料的好例子包括木材，鋼筋混凝土和碳纖維。

楊氏模量值表

該表包含各種材料樣品的代表值。請記住，由於測試方法和樣品成分會影響數據，因此樣品的精確值可能會有所不同。通常，大多數合成纖維的楊氏模量值低。天然纖維較硬。金屬和合金往往表現出很高的價值。最高的楊氏模量是對於碳的同素異形體碳炔。

彈性模量

模量從字面上是“量度”。您可能會聽到稱為彈性模量的楊氏模量，但是可以使用多個表達式來測量彈性：

楊氏模量描述瞭當施加相反的力時沿線的拉伸彈性。它是拉伸應力與拉伸應變的比率。

體積模量（K）像楊氏模量一樣，除瞭在三個維度。它是體積彈性的量度，以體積應力除以體積應變來計算。

剪切力或剛度模量（G）表示當物體受到相反力作用時的剪切力。它被計算為剪切應力超過剪切應變。

軸向模量，P波模量和Lamé的第一個參數是其他彈性模量。泊松比可用於比較橫向收縮應變和縱向延伸應變。這些值與胡克定律一起描述瞭材料的彈性特性。