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強度、硬度、剛度的區別你知道多少？
2024-04-26
材料的力學(xué)性能：
彈性性能、塑性性能、硬度、抗沖擊性等。
研究材料的力學(xué)性能，是工程師在設計和研發(fā)時(shí)主要依據。
在產(chǎn)品設計初期，可以先進(jìn)行線(xiàn)性分析，了解大致的趨勢。在后期，需要在安全性和經(jīng)濟性上做平衡，這時(shí)需要對材料深度上做分析，要考慮非線(xiàn)性分析。
對于裝配體，有時(shí)候需要考慮部件之間的接觸情況，比如，滑移、分離等。
薄板的彎曲，用線(xiàn)性分析會(huì )導致極大的變形和應力。實(shí)際上，考慮幾何非線(xiàn)性后，其變形比線(xiàn)性分析要小得多。
最大應力與屈服應力接近，位移異常大以及兩個(gè)表面相互穿透等。
非線(xiàn)性分析很復雜，需要花費大量的時(shí)間才能掌握。工程師在執行非線(xiàn)性分析時(shí)，應該很清楚為什么要做非線(xiàn)性分析。
剛度和強度以及硬度的理解，對我們去選哪種分析類(lèi)型有很大的幫助。
剛度：
材料在受力時(shí)抵抗彈性變形的能力，剛度的大小取決于構件的幾何形狀和材料的彈性模量。
強度：
材料在外力作用下抵抗塑性變形和斷裂的能力或構件承受載荷后抵抗發(fā)生斷裂或超過(guò)容許限度的殘余變形的能力。
塑性變形：
當外力去掉后不能恢復到原來(lái)的形狀和尺寸的變形成為塑性變形。
常用的強度指標有拉伸強度和屈服強度，實(shí)驗方法
拉伸實(shí)驗-拉伸強度、屈服強度
三點(diǎn)彎曲實(shí)驗-抗彎強度
壓縮實(shí)驗-抗壓強度
屈服強度
當荷載較小時(shí)，卸載后，材料能夠恢復到原來(lái)的狀態(tài)，此時(shí)材料處于彈性區域；當荷載超過(guò)某一個(gè)值時(shí)，卸載后，材料不能夠恢復到原來(lái)的狀態(tài)，材料處于塑性區域。彈性區域和塑性區域的轉換點(diǎn)就是屈服點(diǎn)，屈服點(diǎn)的應力就是屈服應力。在彈性區域，應力應變關(guān)系是線(xiàn)性的，但是在塑性區域，應力應變關(guān)系是非線(xiàn)性的。
彈性模量
通常情況下，物體所受力與長(cháng)度變化量成正比的變形稱(chēng)為彈性變形，其比值就是彈性模量。更嚴格的定義，在彈性范圍內，應力-應變曲線(xiàn)的斜率即是彈性模量。
抗拉強度
過(guò)屈服階段后，材料又恢復了抵抗變形的能力，要是它繼續變形就必須增加作用力，這個(gè)階段是材料的強化階段。強化階段最高點(diǎn)對應的應力就是抗拉強度。使材料發(fā)生斷裂時(shí)的應力就是斷裂應力。在材料的拉伸試驗中，通常存在頸縮現象，材料的橫截面會(huì )不斷減少。在繪制應力-應變曲線(xiàn)的時(shí)候，如果不考慮材料橫截面的變化，等到的曲線(xiàn)稱(chēng)為工程應力-應變曲線(xiàn)；如果考慮橫截面變化的影響，得到的曲線(xiàn)就是真實(shí)的應力-應變曲線(xiàn)。
硬度
固體材料抗拒永久形變的特性，硬度與強度的關(guān)系，一般強度越高，塑性變形抗力越高，硬度值也就越高，反之亦然。硬度根據試驗方法不同，有布氏硬度（HB）、洛氏硬度（HRC）、維氏硬度（HV）、里氏硬度（HL）硬度等，其中以布氏及洛氏較為常用
小結：
強度-抗拉抗壓能力（屈服強度 Rp(MPa)抗拉強度Rm(MPa)）
剛度-抗變形能力(彈性模量E（MPa）
硬度-抗磨損能力(洛式硬度(HRB))
韌度-延性能力（延伸率A（%））
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2024 /
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