材料模量的单位和应力的单位都是MPa，差别在哪里？
材料的基因2018-05-04 23:15
在实际的工程应用中，我们经常会遇到“材料模量”和“应力”，而且他们的单位都是MPa。它们之间有何区别和联系呢？
模量的种类有很多种，杨氏模量、弹性模量、弯曲模量、体积模量等，他们的定义大多都是应力和应变的比率。也就是应力应变中弹性段的斜率。由于是斜率，因此也可以把模量理解为弹性应变100%时候的应力大小。但是实际上很多材料的应变没有到达100%时就断裂了，或者即使到达了100%的形变，此时也已经不是弹性形变而变成了塑性形变了。
模量是指材料在受力状态下应力与应变之比。模量的倒数称为柔量，用J表示。意义：弹性模量可视为衡量材料产生弹性变形难易程度的指标，其值越大，使材料发生一定弹性变形的应力也越大，即材料刚度越大，在一定应力作用下，发生弹性变形越小。
再来看应力。在连续介质力学里，应力定义为单位面积所承受的作用力。应力的这个定义与压强非常像，单位面积承受的压力是压强。应力实际上承受的主要是内力。内力的产生原因很多，内力顾名思义是材料中间的应力。下图是在一个可变形连续物质内部的各种可能应力，图片来自Wiki。
应力也有不同种类，正应力、剪应力、拉应力、压应力等。同种材料的不同制件由于结构不同，应力集中的程度也会不一样。截面尺寸改变而引起应力的局部增大，这种现象称为应力集中。对于组织均匀的脆性材料，应力集中将大大降低构件的强度，在设计制件的时候应特别注意。对于一些透明材料，可以利用光弹性测量制件的应力分布。
光弹性（英语：Photoelasticity）是某些透明材料（主要是塑料、玻璃、环氧树脂等非晶体）在承受载荷出现应变的状态下由各向同性变成各向异性并展现出对光的双折射的现象。基于这种材料性质发展出的描绘物体应力应变分布的试验物理学方法称为光测弹性学。
有些塑料制品对残余应力的要求严格，比如光盘。光盘的残余应力较高，会导致力学和其他性能表现降低。
通过光弹性技术，可以检测透明件的应力分布。非常的直观，颜色变化越剧烈的地方，应力越集中。例如下图的光盘盒，在一些拐角位置的应力比较集中。
既然知道了残余应力，就有解决残余应力的方法，现在消除残余应力的方法有很多。比如自然时效法、热时效法和振动时效等。自然时效法消除残余应力的例子实际上我们在生活中就有遇到，例如有些制件经过长时间放置会发生变形。热时效法的应用非常广泛，一般小件有退火处理，即放入烘箱中加热，待其缓慢释放应力，尺寸稳定后再进行装配。振动时效法可以用来消除焊接产生的残余应力。有时候残余应力的释放会伴随着制件的翘曲和变形甚至开裂！因此如何在制造过程中就降低残余应力是结构设计人员和生产制造人员必须考虑的！
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