2022年材料力学的「强度」和「刚度」这下都理解了.docx

材料力学的强度和刚度，这下都理解了1.最大拉应力理论：只要构件内一点处的最大拉应力。2.最大拉应变理论：只要最大拉应变8 3.最大切应力理论：只要最大切应力t4.外形转变比能理论：只要构件内一点处的外形转变比能达到单向应力状态下的极限值, 材料就要发生屈服破坏。所以按第四强度理论的强度条件为：sqrt （ o 12+。22+ o 32-。1。2-02。3-。3。1）。二、刚度定义：指构件或者零件在外力作用下，抵挡弹性变形或者位移的力量，即弹性变形或者唯一不应当超过工程允许的范围。刚度是反映结构变形与力的大小关系的参数，即结构受多大力产生 多少变形的量，简洁说，就是一根弹簧，拉力除以伸长量就是弹簧的 刚度。刚度单位一般是N/m。刚度类型：当所作用的载荷是恒定载荷时称为静刚度;为交变载荷时则称为动 刚度。静刚度主要包括结构刚度和接触刚度。结构刚度即指构件自身 的刚度，主要有弯曲刚度和扭转刚度。1.弯曲刚度k按下式计算：k二P/ 6式中P静载荷(N);5 在载荷方向的弹性变形(um)o2.扭转刚度kM按下式计算：kM=ML/0式中M作用的扭矩(Nm);L扭矩作用处到固定端的距离(m);0扭转角(° )三、两者联系通过对上述关于强度和刚度的理论理解，相对于刚度，强度的定 义针对的是外力作用下的破坏，而破坏类型的分类为塑形屈服及脆性 断裂，由此联想到拉伸时的应力应变曲线。图中曲线可分为四个阶段：I、弹性变形阶段；II、屈服阶段；III、强化阶段；IV、局部颈缩阶段。而刚度的定义是在于反抗弹性变形，是在第一阶段下进行的，弹性 作用下满意胡克定律，观看静载荷下弯曲刚度与扭转刚度的计算公式, 类似于胡克定律，可推想刚度的测量仅仅在弹性变形阶段进行。在进入下一阶段后，对于拉伸过程中塑形应变火残余应变不会消逝, 在应力应变曲线下，应力几乎不变，而应变显著增加，此时应力为屈 服极限。且对于材料则进入了塑形屈服的破坏阶段，在进入强化阶段 后，应变随应力的增加而增加，最终到达强度极限。由此可见关于强 度的测量是在于材料弹性形变之后而强度极限之前。综上，可得出刚度与强度都是在对于零件失效阶段的测量值，而刚 度可以依靠应力来测量，强度可以依靠变形来测量，在应变过程中刚 度在前一阶段而强度在后阶段，所以在零件失效的条件测量中，只要 满意了刚度要求，在弹性变形阶段就可以反抗足够的应力，而强度在 这样的前提下也就满意了零件的要求。根据这样的关系，才会有在实 际的生产中的各类设计，例如机械设备中的轴，通常是先按强度条件 确定轴的尺寸，再按刚度条件进行刚度校核。精密机械对于轴的刚度要求也就因此而设定得很高，其截面尺寸的设计往往由刚度条件掌握。来源：金属加工