1. 弹性模量定义与影响因素
(1) 定义
弹性模量，描述物质弹性的物理量总称。在材料弹性变形阶段内，它代表着正应力和对应正应变的比值。材料在受到外力作用时，其应力和应变呈现正比例关系，这一关系遵循胡克定律，而比例系数正是弹性模量。
弹性模量包括杨氏模量、剪切模量和体积模量等。对弹性体施加外界作用力后，弹性体将发生形状的改变，此时弹性模量被定义为应力除以应变。
(2) 影响因素
弹性模量是工程材料重要的性能参数。从宏观角度看，它是衡量物体抵抗弹性变形能力的尺度；从微观角度看，则是原子、离子或分子之间键合强度的反映。多种因素如键合方式、晶体结构、化学成分、微观以及温度等都能影响材料的弹性模量。
虽然金属材料的杨氏模量值可能因合金成分、热处理状态和冷塑性变形的不同而有5%或更大的波动，但金属材料的弹性模量可视为对不敏感的力学性能指标。
(3) 意义
弹性模量越大，表示材料发生一定弹性变形的应力也越大，即材料的刚度越大。换句话说，在一定的应力作用下，发生弹性变形的程度越小。
弹性模量E表示材料在外力作用下产生单位弹性变形所需要的应力，是反映材料抵抗弹性变形能力的指标。
2. 刚度的概念及其计算方法
(1) 定义与分类
刚度指结构或构件抵抗弹性变形的能力，可通过产生单位应变所需的力或力矩来衡量。
不同类型刚度包括转动刚度、拉压刚度、剪切刚度、扭转刚度、弯曲刚度等。
(2) 计算方法与理论
刚度的计算理论包括小位移理论和大位移理论。大部分机械设计都采用小位移理论，因为在实际应用中，结构的实际变形往往很小。
(3) 刚度与强度关系及意义
刚度与强度密切相关，它们都是衡量零件工作质量的重要指标。零件的刚度影响其抵抗变形的能力，而强度则衡量零件承受载荷后抵抗断裂或超过容许限度的残余变形的能力。
对于某些需要严格控制变形的结构如机翼等，刚度分析尤为重要；而对于一些需要承受重载的零件如机床主轴等，则强度更为关键。
3. 弹性模量与刚度的关系
虽然刚度和弹性模量都是描述材料或结构力学性能的指标，但它们有着不同的侧重点。弹性模量是物质微观的性质参数；而刚度则是物质宏观的表现形式。
在材料力学中，可以通过各种刚度如抗扭刚度、抗弯刚度等来进一步研究和分析结构的力学行为。
4. 强度概述
金属材料在外力作用下抵抗永久变形和断裂的能力称为强度。屈服强度和抗拉强度是工程中常用的强度指标。
强度是衡量零件承载能力的重要指标，包括静强度、疲劳强度等多种类型。强度的研究是综合性的研究，主要关注零部件的受力状况以及预测失效的条件和时机。
弹性模量、刚度和强度都是描述材料或结构力学性能的重要参数。了解这些概念对于学习物理知识和进行工程应用都至关重要。