常用材料的弹性模量及泊松比数据表

CAE常用各种材料的弹性模量及泊松比

弹性模量（Young's modulus）是描述材料在受力作用下发生弹性变形程度的物理量，常用符号为E。弹性模量表示单位面积的材料受力后的伸长或收缩程度，单位为帕斯卡（Pa）或兆帕（MPa）。泊松比（Poisson's ratio）表示材料在受力作用下的横向收缩与纵向伸长的比例，无单位。本文将介绍一些常用材料的弹性模量和泊松比。

1.金属材料：

-铜：弹性模量为110-130GPa，泊松比为0.33-0.36

-铝：弹性模量为68-79GPa，泊松比为0.33

-钢（低碳钢）：弹性模量为200-210GPa，泊松比为0.27-0.30。

-钛：弹性模量为95-120GPa，泊松比为0.29

2.玻璃材料：

-常规玻璃：弹性模量为60-90GPa，泊松比为0.20-0.27

-硼硅酸盐玻璃：弹性模量为80-90GPa，泊松比为0.20-0.25

-石英玻璃：弹性模量为70-80GPa，泊松比为0.17

3.塑料材料：

-聚乙烯：弹性模量为0.1-0.3GPa，泊松比为0.42

-聚丙烯：弹性模量为0.8-1.6GPa，泊松比为0.40-0.45

-聚氯乙烯（PVC）：弹性模量为2.5-3.0GPa，泊松比为0.42-0.45

-聚苯乙烯（PS）：弹性模量为3.0-3.5GPa，泊松比为0.35-0.38 4.复合材料：

-碳纤维增强复合材料：弹性模量为200-400GPa，泊松比为0.2-0.3

-玻璃纤维增强复合材料：弹性模量为25-40GPa，泊松比为0.25

5.高分子材料：

-聚苯乙烯（PS）：弹性模量为3.0-3.5GPa，泊松比为0.35-0.38

-聚氨酯：弹性模量为15-30GPa，泊松比为0.30-0.45

-聚酰胺（尼龙）：弹性模量为2.5-4.0GPa，泊松比为0.35-0.42

需要注意的是，在实际工程中，材料的弹性模量和泊松比可能会因具体材料牌号、制造工艺和温度等因素而有所差异。此外，不同材料还有其他诸如抗拉强度、屈服强度、断裂韧性等性能指标也需考虑。因此，在具体设计或选择材料时，应参考厂商提供的材料参数或进行实验测试，确保选用的材料符合实际需求。

材料名称碳素钢合金钢灰铸铁铜及铜合金铝合金平行纤维垂直纤维平行纤维碳纤维/环氧树脂22071400玻璃纤维/聚脂树脂3810750材料名称弹性模量剪切模量泊松比(×105MPa)(×105MPa)1灰口铸铁/白口铸铁1.13～1.570.450.23～0.272可锻铸铁1.550.453碳钢2.0～2.10.79～0.810.25～0.284镍铬钢、合金钢2.060.79～0.810.25～0.35铸钢1.750.36轧制纯铜1.080.390.31～0.347冷拔纯铜1.270.4～0.488轧制磷青铜1.130.410.32～0.359冷拔黄铜0.90～0.97034～0.370.32～0.4210轧制锰青铜1.080.390.3511轧制铝0.690.26～0.270.32～0.3612铸铝青铜1.030.410.313硬铝合金0.70.270.314轧制锌0.820.310.2715铅0.170.070.4216球墨铸铁1.4～1.540.73～0.7617玻璃0.550.2～0.220.2518混凝土0.14～0.230.049～0.1570.1～0.1819纵纹木材0.098～0.120.00520横纹木材0.005～0.000.0044～0.006421橡胶7.84E-050.4722电木0.0196～0.02940.0069～0.02060.35～0.3823尼龙0.02830.01010.424大理石0.5525花岗岩0.4826尼龙10100.010727夹布酚醛塑料0.04～0.08828石棉酚醛塑料0.013常用材料表0.31～00.23～00.25～00.24～072.6～12878.5～157186～206196～216ν一 常用材料弹性模量 E 和 泊松比 νE/Gpa材料名称弹性模量 E抗拉强度σ0.337029高压聚乙烯0.015～0.02530低压聚乙烯0.0049～0.007831聚丙烯0.0132～0.014232不锈钢垂直纤维平行纤维垂直纤维380.80.6221.80.2熔点线膨胀系数热导率比热容(oC)(×10～6/K)(W/(m·k))(J/(kg·K))12008.5～11.639.247081.1/纯铁455/纯铁1400～150011.3～1349.846511.5～14.51546049.8470108317.5398386108317.540741817.922.2镍青铜410/镍青铜108318.810637724.8锡青铜343/锡青铜658238/纯铝902/纯铝17.95642023.6162/硅铝871/硅铝121388327351264～11.51～0.423～0.2725～0.34～0.28νν

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1页 常用材料的弹性模量及泊松比

数据表(S)

序号 材料名称 弹性模量\E\Gpa 切变模量\G\Gpa 泊松比\μ

1 镍铬钢、合金钢 206 79.38 0.25～0.3

2 碳钢 196～206 79 0.24～0.28

3 铸钢 172～202 - 0.3

4 球墨铸铁 140～154 73～76 -

5 灰铸铁、白口铸铁 113～157 44 0.23～0.27

6 冷拔纯铜 127 48 -

7 轧制磷青铜 113 41 0.32～0.35

8 轧制纯铜 108 39 0.31～0.34

9 轧制锰青铜 108 39 0.35

10 铸铝青铜 103 41 -

11 冷拔黄铜 89～97 34～36 0.32～0.42

12 轧制锌 82 31 0.27

13 硬铝合金 70 26 -

14 轧制铝 68 25～26 0.32～0.36

15 铅 17 7 0.42

16 玻璃 55 22 0.25

17 混凝土 14～23 4.9～15.7 0.1～0.18

18 纵纹木材 9.8～12 0.5 -

19 横纹木材 0.5～0.98 0.44～0.64 -

20 橡胶 0.00784 - 0.47

21 电木 1.96～2.94 0.69～2.06 0.35～0.38

22 尼龙 28.3 10.1 0.4

23 可锻铸铁 152 - -

24 拔制铝线 69 - -

25 大理石 55 - -

26 花岗石 48 - -

27 石灰石 41 - -

28 尼龙1010 1.07 - -

29 夹布酚醛塑料 4～8.8 - -

30 石棉酚醛塑料 1.3 - -

31 高压聚乙烯 0.15～0.25 - -

32 低压聚乙烯 0.49～0.78 - -

33 聚丙烯 1.32～1.42 - -

34 Q235钢筋 210

35 HRB335级 HRB400级

第 1 页 共 1 页 材料弹性模量E和泊松比实验测定

材料弹性模量E和泊松比的测定实验

一、实验目的

1、测定常用金属材料的弹性模量E和泊松比。

2、验证胡克（Hooke）定律。

二、实验仪器设备和工具

1、组合实验台中拉伸装置

2、XL2118系列力＆应变综合参数测试仪

三、实验原理和方法试件采用矩形截面试件，电阻应变片布片方式如图3-1。在试件中央截面上，沿前后两面的轴线方向分别对称的贴一对轴向应变片R

1、R1ˊ和一对横向应变片R

2、R2ˊ，以测量轴向应变ε和横向应变εˊ。P P R1 R1ˊ

R1 R R R2 R2ˊ R2 b h 补偿块P P 图3-1 拉伸试件及布片图

1、弹性模量E的测定由于实验装置和安装初始状态的不稳定性，拉伸曲线的初始阶段往往是非线性的。为了尽可能减小测量误差，实验宜从一初载荷开始，采用增量法，分级加载，分别测量在各相同载荷增量作用下，产生的应变增量，并求出的平均值。设试件初始横截面面积为，又因，则有 上式即为增量法测E的计算公式。式中 轴向应变增量的平均值组桥方式采用1/4桥单臂测量方式，应变片连接见图3-2。B R1 R 工作片 Uab AC 补

第 1 页 共 1 页 偿片 R3 R4 机内电阻 DE 图3-21/4桥连接方式实验时，在一定载荷条件下，分别对前、后两枚轴向应变片进行单片测量，并取其平均值。显然代表载荷作用下试件的实际应变量。而且前后两片应变片可以相互抵消偏心弯曲引起的测量误差。

2、 泊松比μ的测定利用试件上的横向应变片和纵向应变片合理组桥，为了尽可能减小测量误差，实验宜从一初载荷开始，采用增量法，分级加载，分别测量在各相同载荷增量△P作用下，横向应变增量和纵向应变增量。求出平均值，按定义 便可求得泊松比μ。

四、实验步骤

1、明确试件尺寸的基本尺寸，宽30mm，厚5mm。

2、调整好实验加载装置。

3、按实验要求接好线，调整好仪器，检查整个测试系统是否处于正常工作状态。