硬度和弹性模量之间是什么关系?硬度越高，弹性模量越高?我的理解是硬度是一种局部力学性质，而且弹性模量是一种平均的整体力学性能。我说的对吗?
好问题，也是一个经常被误解的话题!
弹性模量是材料的固有性质，与原子成键有本质关系。硬度是一种工程特性，对某些材料来说，它与屈服强度有关。硬度在表征金属中不同类型的微结构方面有很强的用途，经常用于比较加工硬化和回火金属等事物。这方面的经典实验是约米尼末端淬火试验．在经过不同硬化处理的金属中，弹性模量没有明显变化，因此硬度是底层微观组织的良好指示。在发生压痕变形的金属中，大部分变形是塑性的，硬度是衡量材料之间塑性变形差异的一个很好的指标。
一般来说，如果你绘制压痕(即维氏)硬度对弹性模量的大范围的材料(使用软件格兰塔的CES这真的很容易，因为这两个属性都列在数据库中)，你会发现两者一起增加。在非金属中，压痕变形的很大一部分是弹性的，因此这两种性质并不是真正独立的。
您可以采用Sakai所提出的简化模型(并在文中详细检查了该模型)我自己关于这个主题的论文)，其中弹性和塑性变形分量被假定为串联作用，有两个基本材料参数:弹性模量和“抗塑性变形”。在这种方法中，压痕硬度实际上与这两个参数有关，是弹性零件和塑性零件的函数。金属的极限行为很容易理解，其中塑性变形的阻力相对较小，因此弹性变形对压痕硬度的贡献最小，硬度是塑性变形阻力的近似度量。
在大多数其他材料中，包括陶瓷和矿化组织(有机-无机复合材料)，弹性变形和塑性变形对总变形的贡献可能是相似的，因此，例如，一系列纳米压痕测试的结果表明，硬度直接取决于弹性模量。
聚合物的情况使情况更加复杂，其中硬度是一个随时间变化的函数(其中总变形可以被认为是一个粘性、弹性和塑性变形分量的级数和)．在这种情况下在不同的加载速率或负载保持时间下测量“硬度”实际上可以用来检查材料的蠕变响应．
亲爱的所有,
我想讨论现在已经结束了，但我忍不住想抛出一些学生的想法:)
我来iMech才一天，但已经花了将近半天时间浏览各种令人愉快的讨论。
正如Oyen博士所说的那样，Moduli(柔度/刚度)是材料的内在特性，而“硬度”则应被视为材料的外在响应(/特性)。为了便于讨论，我们坚持使用弹性刚度(C)，因为我们知道C是键强度的函数，反过来，它又取决于势能(E)阱。材料越硬，势阱越窄(C依赖于E的二阶导数)。
现在让我们看看硬度。根据本科的定义，硬度是材料流动阻力的测量(或响应)。意思是，在周期性结构(如金属)中移动位错有多容易(或难)。在弹塑性转变和随后的塑性应变过程中，这受到材料局部结构的影响。
我想到了一种定量的方法，通过使用Peierls-Nabarro应力阻力(\Τau{PN})将上述两者联系起来，这是为了移动位于平行滑移面上的一组位错而克服的。这个想法在我的脑海中运行，而通过这条线索。一定有人这样做了，我不知道，因为我的论文涉及的是一个非常不同的主题，关于大塑性应变，远远远离弹塑性体系，但尽管如此，我一直对位错及其动力学感兴趣。
写这篇文章时，我突然想到一个问题:在压痕测试中(例如维克斯)是否涉及应力三轴性?
这是很重要的，因为应力的流体静力分量(dσ{ii})可以改变位错芯直径，进而改变P-N阻力(\Τau{PN})。同样，我的论文不包括压痕，而是我在研究金属的平面应变压缩。
我可能错了;)干杯-阿提什
压痕过程中应力状态复杂。
Oyen博士
非常感谢你的解释!我会仔细研究，了解更多。
关于这个主题的另一个问题是这些差异是如何在有限元分析中反映出来的。当然,
在有限元分析中，没有单一的材料参数来反映硬度，但硬度在其中起着重要作用
现实中的物质行为。
再次感谢您的回复，
我想继续讨论材料中弹性模量与屈服强度的关系。正如Oyen博士所指出的，弹性模量是一种固有的材料性质，从根本上与原子成键有关。材料的强度与材料中的塑性变形机制有关，因此取决于结构和变形机制。
在金属中，我们一般知道，晶粒尺寸、位错密度、析出等对材料的强度有很大的影响，而弹性几乎没有变化。如果材料的塑性是蠕变的，那么强度将表现出较高的应变率敏感性。
在聚合物材料中，内部链结构决定了材料的弹性和塑性性能，因为链控制着材料的弹性和塑性变形行为。
从一个非常广泛的观点来看，材料的模量和强度之间有一个粗略的关系:模量越大，强度越高。我想在阿什比的书中有一个关于这方面的图表(记不清是哪本书了，但我确实有一个印象)。在金属玻璃中，由于没有明显的内部结构，这种关系确实相当显著http://www.nanonet.go.jp/english/mailmag/2004/014a.html(图示于皇家卫生服务处)。这可能是由于金属玻璃塑性的开始是由于金属键的断裂。
我希望这里的信息，加上Oyen博士的信息，对讨论更有意义。
宇洁，谢谢你的回复!
Michelle对硬度(H)，弹性模量(E)和屈服强度(Y)．事实上，寻找这一关系已经有很长一段历史了，这仍然是一个持续的话题。约翰逊("接触力学，第175页)提出了解释压痕物理过程的最著名的模型之一，该模型基于同一弹塑性材料的膨胀腔和压痕之间的粗略等效。根据Johnson膨胀腔模型，两者之间有如下定量关系H，E,Y，
H = 2 y / 3 {2 + ln (E / (3 ytan一个)}(1),
假设泊松比等于0.5，其中一个是锥形压头的半角。由式(1)可知H与Y同时也与E通过比率E/Y棕褐色一个．根据实验和有限元分析，式(1)满足E/Y棕褐色一个< ~ 30;当E/Y棕褐色一个> ~30, h»3Y，通常被称为塔博尔关系式。想要了解更多，你可能想要查看一下约翰逊的书而且程和程的论文．对于一些FEA结果，你也可以看到我们的文章(图5)。然后，在关系中H-Y-E，另一个重要的问题是的关系Y-E在之前的帖子中，Yujie对此进行了很好的讨论。
谢谢大家的建议!我认为这很有帮助。
现在我对这个话题有了更清晰的认识。会研究资料了解更多。
米歇尔,
我目前正在研究两种不同材料的接触应力分析。一种是冷却球墨铸铁，另一种是感应硬化球墨铸铁。CDI材料的杨氏值为206.8 GPa，泊松值为0.28。我不知道IHDI的杨氏和泊松。我不指望泊松会有太大的变化但杨氏会。CDI为45 HRc, IHDI为55 HRc。我正在试图确定随着硬度的增加，年轻人应该增加多少。你有什么建议吗?
谢谢
硬度是处理的指标或印记，而金属的弹性模量受热处理等处理的影响很小。
简单地说，硬度取决于加载条件，而材料的力学性能不应取决于加载条件，硬度可以是材料的固有属性。而对于某一类材料，比如大块的金属玻璃，或者一种陶瓷，硬度和弹性模量之间存在线性关系，这是非常有趣的。你可以通过mingliu@fzu.edu.cn或hasanzhong@163.com
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模量与硬度关系
好问题，也是一个经常被误解的话题!
弹性模量是材料的固有性质，与原子成键有本质关系。硬度是一种工程特性，对某些材料来说，它与屈服强度有关。硬度在表征金属中不同类型的微结构方面有很强的用途，经常用于比较加工硬化和回火金属等事物。这方面的经典实验是约米尼末端淬火试验．在经过不同硬化处理的金属中，弹性模量没有明显变化，因此硬度是底层微观组织的良好指示。在发生压痕变形的金属中，大部分变形是塑性的，硬度是衡量材料之间塑性变形差异的一个很好的指标。
一般来说，如果你绘制压痕(即维氏)硬度对弹性模量的大范围的材料(使用软件格兰塔的CES这真的很容易，因为这两个属性都列在数据库中)，你会发现两者一起增加。在非金属中，压痕变形的很大一部分是弹性的，因此这两种性质并不是真正独立的。
您可以采用Sakai所提出的简化模型(并在文中详细检查了该模型)我自己关于这个主题的论文)，其中弹性和塑性变形分量被假定为串联作用，有两个基本材料参数:弹性模量和“抗塑性变形”。在这种方法中，压痕硬度实际上与这两个参数有关，是弹性零件和塑性零件的函数。金属的极限行为很容易理解，其中塑性变形的阻力相对较小，因此弹性变形对压痕硬度的贡献最小，硬度是塑性变形阻力的近似度量。
在大多数其他材料中，包括陶瓷和矿化组织(有机-无机复合材料)，弹性变形和塑性变形对总变形的贡献可能是相似的，因此，例如，一系列纳米压痕测试的结果表明，硬度直接取决于弹性模量。
聚合物的情况使情况更加复杂，其中硬度是一个随时间变化的函数(其中总变形可以被认为是一个粘性、弹性和塑性变形分量的级数和)．在这种情况下在不同的加载速率或负载保持时间下测量“硬度”实际上可以用来检查材料的蠕变响应．
模量-势阱-硬度
亲爱的所有,
我想讨论现在已经结束了，但我忍不住想抛出一些学生的想法:)
我来iMech才一天，但已经花了将近半天时间浏览各种令人愉快的讨论。
正如Oyen博士所说的那样，Moduli(柔度/刚度)是材料的内在特性，而“硬度”则应被视为材料的外在响应(/特性)。为了便于讨论，我们坚持使用弹性刚度(C)，因为我们知道C是键强度的函数，反过来，它又取决于势能(E)阱。材料越硬，势阱越窄(C依赖于E的二阶导数)。
现在让我们看看硬度。根据本科的定义，硬度是材料流动阻力的测量(或响应)。意思是，在周期性结构(如金属)中移动位错有多容易(或难)。在弹塑性转变和随后的塑性应变过程中，这受到材料局部结构的影响。
我想到了一种定量的方法，通过使用Peierls-Nabarro应力阻力(\Τau{PN})将上述两者联系起来，这是为了移动位于平行滑移面上的一组位错而克服的。这个想法在我的脑海中运行，而通过这条线索。一定有人这样做了，我不知道，因为我的论文涉及的是一个非常不同的主题，关于大塑性应变，远远远离弹塑性体系，但尽管如此，我一直对位错及其动力学感兴趣。
写这篇文章时，我突然想到一个问题:在压痕测试中(例如维克斯)是否涉及应力三轴性?
这是很重要的，因为应力的流体静力分量(dσ{ii})可以改变位错芯直径，进而改变P-N阻力(\Τau{PN})。同样，我的论文不包括压痕，而是我在研究金属的平面应变压缩。
我可能错了;)干杯-阿提什
应力三轴性涉及尖锐的压痕。
压痕过程中应力状态复杂。
Oyen博士，非常感谢
Oyen博士
非常感谢你的解释!我会仔细研究，了解更多。
关于这个主题的另一个问题是这些差异是如何在有限元分析中反映出来的。当然,
在有限元分析中，没有单一的材料参数来反映硬度，但硬度在其中起着重要作用
现实中的物质行为。
再次感谢您的回复，
我想继续跟进
我想继续讨论材料中弹性模量与屈服强度的关系。正如Oyen博士所指出的，弹性模量是一种固有的材料性质，从根本上与原子成键有关。材料的强度与材料中的塑性变形机制有关，因此取决于结构和变形机制。
在金属中，我们一般知道，晶粒尺寸、位错密度、析出等对材料的强度有很大的影响，而弹性几乎没有变化。如果材料的塑性是蠕变的，那么强度将表现出较高的应变率敏感性。
在聚合物材料中，内部链结构决定了材料的弹性和塑性性能，因为链控制着材料的弹性和塑性变形行为。
从一个非常广泛的观点来看，材料的模量和强度之间有一个粗略的关系:模量越大，强度越高。我想在阿什比的书中有一个关于这方面的图表(记不清是哪本书了，但我确实有一个印象)。在金属玻璃中，由于没有明显的内部结构，这种关系确实相当显著http://www.nanonet.go.jp/english/mailmag/2004/014a.html(图示于皇家卫生服务处)。这可能是由于金属玻璃塑性的开始是由于金属键的断裂。
我希望这里的信息，加上Oyen博士的信息，对讨论更有意义。
玉洁，谢谢你
宇洁，谢谢你的回复!
H-Y-E关系的定量结果及分析
Michelle对硬度(H)，弹性模量(E)和屈服强度(Y)．事实上，寻找这一关系已经有很长一段历史了，这仍然是一个持续的话题。约翰逊("接触力学，第175页)提出了解释压痕物理过程的最著名的模型之一，该模型基于同一弹塑性材料的膨胀腔和压痕之间的粗略等效。根据Johnson膨胀腔模型，两者之间有如下定量关系H，E,Y，
H = 2 y / 3 {2 + ln (E / (3 ytan一个)}(1),
假设泊松比等于0.5，其中一个是锥形压头的半角。由式(1)可知H与Y同时也与E通过比率E/Y棕褐色一个．根据实验和有限元分析，式(1)满足E/Y棕褐色一个< ~ 30;当E/Y棕褐色一个> ~30, h»3Y，通常被称为塔博尔关系式。想要了解更多，你可能想要查看一下约翰逊的书而且程和程的论文．对于一些FEA结果，你也可以看到我们的文章(图5)。然后，在关系中H-Y-E，另一个重要的问题是的关系Y-E在之前的帖子中，Yujie对此进行了很好的讨论。
谢谢大家的建议!
谢谢大家的建议!我认为这很有帮助。
现在我对这个话题有了更清晰的认识。会研究资料了解更多。
硬化球墨铸铁
米歇尔,
我目前正在研究两种不同材料的接触应力分析。一种是冷却球墨铸铁，另一种是感应硬化球墨铸铁。CDI材料的杨氏值为206.8 GPa，泊松值为0.28。我不知道IHDI的杨氏和泊松。我不指望泊松会有太大的变化但杨氏会。CDI为45 HRc, IHDI为55 HRc。我正在试图确定随着硬度的增加，年轻人应该增加多少。你有什么建议吗?
谢谢
杨氏模量受治疗影响不大
硬度是处理的指标或印记，而金属的弹性模量受热处理等处理的影响很小。
硬度取决于加载条件。
简单地说，硬度取决于加载条件，而材料的力学性能不应取决于加载条件，硬度可以是材料的固有属性。而对于某一类材料，比如大块的金属玻璃，或者一种陶瓷，硬度和弹性模量之间存在线性关系，这是非常有趣的。你可以通过mingliu@fzu.edu.cn或hasanzhong@163.com