剛度和強度的區別
剛度和強度的區別的答案是:強度和剛度的主要區別在於是防止材料被破壞還是被變形。其中強度是防止材料被破壞,剛度是防止材料被變形的。強度大小與材料的性質和受到什麼樣的力有關,比如一塊布能承受人多大的拉力,與這塊布是什麼材質有關。而剛度不僅與布的材質相關同時與布的形狀和密度有關。
是指表示工程材料抵抗斷裂和過度變形的力學性能之一。常用的強度性能指標有拉伸強度和屈服強度(或屈服點)。鑄鐵、無機材料沒有屈服現象,故只用拉伸強度來衡量其強度性能。高分子材料也採用拉伸強度。承受彎曲載荷、壓縮載荷或扭轉載荷時則應以材料的彎曲強度、壓縮強度及剪切強度來表示材料的強度性能。
是指材料或結構在受力時抵抗彈性變形的能力。是材料或結構彈性變形難易程度的表徵。材料的剛度通常用彈性模量E來衡量。在宏觀彈性範圍內,剛度是零件荷載與位移成正比的比例係數,即引起單位位移所需的力。它的倒數稱為柔度,即單位力引起的位移。剛度可分為靜剛度和動剛度。
靜載荷下抵抗變形的能力稱為靜剛度。動載荷下抵抗變形的能力稱為動剛度,即引起單位振幅所需的動態力。如果幹擾力變化很慢(即干擾力的頻率遠小於結構的固有頻率),動剛度與靜剛度基本相同。
干擾力變化極快(即干擾力的頻率遠大於結構的固有頻率時),結構變形比較小,即動剛度比較大。當干擾力的頻率與結構的固有頻率相近時,有共振現象,此時動剛度最小,即最易變形,其動變形可達靜載變形的幾倍乃至十幾倍。
一個結構的剛度(k)是指彈性體抵抗變形拉伸的能力。計算公式:
k=P/δ
P是作用於結構的恆力,δ是由於力而產生的形變。
剛度的國際單位是牛頓每米(N/m)。
如果我們想要進一步區分強度與剛度,那麼首先要理解彈性變形和塑性變形。彈性變形比如輕輕按壓一塊海綿,當我們手離開後海綿能夠自動復原,這就是彈性變形。塑性變形則是當我們用重物放在海綿一段時間後,移開重物海綿無法回到最初的樣子。強度就是指海綿抵抗塑性變形及破壞的能力,而剛度指海綿受到外力時,抵抗彈性變形恢復如初的能力。
除了強度和剛度這兩種性能外,常見的重要材料性能還包括彈性、可塑性、硬度、延性、展性、脆性、韌性等等,接下來我們着重介紹以下特性。首先是彈性,物品如棉花受力後發生變形,這種變形分為彈性變形和塑性變形就是上文中提到的兩種。材料首先受到彈性變形,當外力達到一定程度後會變成塑性變形,不發生塑性變形的能力就是彈力,這種外力限度越大則彈性越大。與之相對應的就是可塑性,指受到外力但是保持不被破壞的能力,提高可塑性一般是退火熱處理。
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