剪力模數意思

剪力模數(Shear Modulus),又稱為剛性模數或剪下模量,用符號G表示,是材料力學中描述材料抵抗剪下變形能力的物理量。剪力模數是材料的一個彈性參數,它與材料的彈性模量(Young's Modulus, E)和體積模量(Bulk Modulus, K)一起,組成了材料的彈性係數。

剪力模數的定義是材料在剪下應力作用下,其剪下應變與剪下應力的比值。在真實的材料中,剪下變形通常伴隨著體積變形,但為了簡化分析,在彈性範圍內,假設材料是線性彈性的,並且剪下變形與體積變形是相互獨立的。

剪力模數的公式可以通過胡克定律(Hook's Law)推導得出,對於均勻、各向同性的材料,剪力模數有以下關係:

G = E / (2(1 + ν))

其中,E是彈性模量,ν是材料的泊松比(Poisson's Ratio)。對於大部分實物材料,剪力模數是一個常數,不隨應力或應變的變化而變化,但在某些情況下,如在極限狀態或非線性材料行為中,剪力模數可能不是常數。

剪力模數在結構工程、機械工程和材料科學中非常重要,用於計算和分析結構的強度、剛度和穩定性,以及設計承受剪下應力的元件,如樑、桁架和連接件等。