剪下模量,也稱為切變模量或剛性模量,是材料力學中的一個重要物理量,用於描述材料在剪下應力作用下抵抗變形的能力。它是材料剛性的體現,與楊氏模量(彈性模量)有相似之處。剪下模量可以通過剪下應力除以剪下應變得出,即在彈性變形比例極限範圍內,切應力與切應變之間的比值。
剪下模量是材料常數,用於衡量單位剪下力作用下材料的剪下應變,表示材料抵抗剪下應變的能力。剪下模量大意味著材料更剛性,剪下應變較小;反之,則材料較柔軟,易於發生剪下應變。
剪下模量的套用非常廣泛,包括但不限於材料強度設計、材料參數評估、力學模型建立、橋梁工程結構設計等領域。在非金屬材料和土力學、岩石力學中的套用尤為突出。
影響剪下模量的因素包括材料的化學成分、晶體結構、物理狀態、溫度、應變速率以及是否有預應力等。提高材料的剪下模量可以通過最佳化材料的微觀結構、改變化學成分、採用熱處理方法等實現。
測量剪下模量的方法通常包括使用剪下測試儀,通過特定測試得出材料的剪下應力-剪下應變曲線,進而計算剪下模量。