关于刚度，强度的疑惑。

Laurent

我们在机械设计的时候经常听说两个名词，刚度和强度，我一直不是特别明白具体的定义和公式，单位是什么，用来评价什么。那位高手能帮忙解惑啊？

[ 本帖最后由 Laurent 于 2009-7-23 10:59 编辑 ]

nonlinear

请见：http://forum.vibunion.com/forum/thread-83172-1-3.html

希望对您有所帮助

Laurent

强度：
材料或结构承受外力而不发生破坏的能力。按所承受外力的作用形式可分为静强度、冲击强度和疲劳强度等。按环境温度可分为常温强度、热（高温）强度或冷（低温）强度等。材料强度可用屈服极限、强度极限或疲劳极限等指标度量。结构强度是指结构的极限承载能力，它不仅同材料的强度有关，而且同结构的几何形状、构件配置、外力作用形式有关。强度问题是工程设计中最重要的问题之一。房屋倒塌、堤坝溃决，飞机、飞船坠毁，高压容器爆破等大都是由于强度不够所致。因此，对于重要结构或受力件，均需按强度要求进行计算和实验。

刚度：
受外力作用的材料、构件或结构抵抗变形的能力。各向同性材料的刚度取决于它的弹性模量E和剪切模量G。结构的刚度除取决于组成材料的刚度外，还同其几何形状、边界条件等因素以及外力的作用形式有关。分析材料和结构的刚度是工程设计中的一项重要工作。对于一些须严格限制变形的构件（如机翼、高精度的装配件等），须通过刚度分析来控制变形。许多结构（如建筑物、机械等）也要通过控制刚度来防止发生振动、颤振或失稳。另外，如弹簧秤、环式测力计等，须通过控制其刚度为某一合理值以确保其特定功能。在固体力学的位移法分析中，为确定结构的变形和应力，通常也要分析其各部分的刚度。与刚度相对的一个概念是柔度，它表示在一定外力作用下物体变形的大小。柔度这一概念常用于立法分析中。


谢谢，大有帮助。

wanyeqing2003

简单说：
强度--是指构件的承载能力；
刚度--反映构件抗变形能力。

Laurent

刚刚查到的：
抗弯刚度公式：=E*IZ
E: 弹性模量
IZ: 横截面对Z轴（中性轴）的惯性矩

希望大家能继续贡献一下抗拉刚度，抗扭刚度等刚度的公式啊。谢谢。

[ 本帖最后由 Laurent 于 2009-7-23 15:16 编辑 ]

wanyeqing2003

抗拉和抗压刚度为：E*A
E：弹性模量
A：截面面积

抗扭刚度比较复杂。我找到了，一会儿发上来。

wanyeqing2003

扭转刚度为：G*Ⅰk
Ⅰk：抗扭惯性矩
G：剪切模量

应当注意的是：以上刚度均为单位长度上的刚度。结构实际线刚度还应该除以构件长度L。

Laurent

我刚查到：
抗扭刚度：G*Ip
G: 切变模量
Ip: 截面极惯性矩
不知道哪个对？

[ 本帖最后由 Laurent 于 2009-7-23 17:08 编辑 ]

wanyeqing2003

我找的是在手册上的公式。
可以再核实一下准确的说法。

VibrationMaster

刚度描述抵抗变形的能力，
强度描述抗破坏的能力。
变形大未必会破坏，比如橡皮筋可以有很大的变形，但是不破坏。

Laurent

我查的是浙大出版的材料力学教材。

Laurent

是说得强度大吗？

VibrationMaster

强度用"高"，如高强度复合材料，不说大强度复合材料。 强度的指标最终可以等效为两个因素的综合：物体内某点处单位面积上的受拉压(正应力）和侧面单位面积上受搓的力(剪应力）。随着这两种力的增大，材料会破坏，强度就是刻画在上述两种力在材料未破坏前的最大值。不同材料有不同的形式，同一种材料被认为破坏的程度也有差异，因而有不同的强度

Laurent

谢谢，明白了，强度用高低来说，不用大小来说。
但是橡皮筋拉了很长也不断，说明了什么？是强度高吗？

[ 本帖最后由 Laurent 于 2009-7-24 14:38 编辑 ]

VibrationMaster

橡皮筋拉了很长也不断-容易变形，不是强度高。
比如截面为1微米^2，长度1m的钢丝比1cm^2,长度1m的钢筋容易变形，但是二者强度是相同的。