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強(qiáng)度、硬度、剛度區(qū)別

時(shí)間：2024/12/15閱讀：824
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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(shè)計(jì)和研發(fā)時(shí)主要依據(jù)
在產(chǎn)品設(shè)計(jì)初期，可以先進(jìn)行線性分析，了解大致的趨勢(shì)。在后期，需要在安全性和經(jīng)濟(jì)性上做平衡，這時(shí)需要對(duì)材料深度上做分析，要考慮非線性分析。
對(duì)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，用線性分析會(huì)導(dǎo)致Ji大的變形和應(yīng)力。實(shí)際上，考慮幾何非線性后，其變形比線性分析要小得多
最大應(yīng)力與屈服應(yīng)力接近，位移異常大以及兩個(gè)表面相互穿透等
非線性分析很復(fù)雜，需要花費(fèi)大量的時(shí)間才能掌握。工程師在執(zhí)行非線性分析時(shí)，應(yīng)該很清楚為什么要做非線性分析。
剛度和強(qiáng)度以及硬度的理解，對(duì)我們?nèi)ミx哪種分析類型有很大的幫助
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(gòu)件的幾何形狀和材料的彈性模量
強(qiáng)度
材料在外力作用下抵抗塑性變形和斷裂的能力或構(gòu)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

圖片

當(dāng)外力去掉后不能恢復(fù)到原來(lái)的形狀和尺寸的變形成為塑性變形

圖片

常用的強(qiáng)度指標(biāo)有拉伸強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度，實(shí)驗(yàn)方法


  • 拉伸實(shí)驗(yàn)-拉伸強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度
  • 三點(diǎn)彎曲實(shí)驗(yàn)-抗彎強(qiáng)度
  • 壓縮實(shí)驗(yàn)-抗壓強(qiáng)度


屈服強(qiáng)度
當(dāng)荷載較小時(shí)，卸載后，材料能夠恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)，此時(shí)材料處于彈性區(qū)域；當(dāng)荷載超過(guò)某一個(gè)值時(shí)，卸載后，材料不能夠恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)，材料處于塑性區(qū)域。彈性區(qū)域和塑性區(qū)域的轉(zhuǎn)換點(diǎn)就是屈服點(diǎn)，屈服點(diǎn)的應(yīng)力就是屈服應(yīng)力。在彈性區(qū)域，應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系是線性的，但是在塑性區(qū)域，應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系是非線性的。
彈性模量
通常情況下，物體所受力與長(zhǎng)度變化量成正比的變形稱為彈性變形，其比值就是彈性模量。更嚴(yán)格的定義，在彈性范圍內(nèi)，應(yīng)力-應(yīng)變曲線的斜率即是彈性模量。
抗拉強(qiáng)度
過(guò)屈服階段后，材料又恢復(fù)了抵抗變形的能力，要是它繼續(xù)變形就必須增加作用力，這個(gè)階段是材料的強(qiáng)化階段。強(qiáng)化階段最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力就是抗拉強(qiáng)度。使材料發(fā)生斷裂時(shí)的應(yīng)力就是斷裂應(yīng)力。在材料的拉伸試驗(yàn)中，通常存在頸縮現(xiàn)象，材料的橫截面會(huì)不斷減少。在繪制應(yīng)力-應(yīng)變曲線的時(shí)候，如果不考慮材料橫截面的變化，等到的曲線稱為工程應(yīng)力-應(yīng)變曲線；如果考慮橫截面變化的影響，得到的曲線就是真實(shí)的應(yīng)力-應(yīng)變曲線。

圖片

圖片

硬度
固體材料抗拒永Jiu形變的特性，硬度與強(qiáng)度的關(guān)系，一般強(qiáng)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(jù)試驗(yàn)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(jié)：
強(qiáng)度-抗拉抗壓能力（屈服強(qiáng)度 Rp(MPa)抗拉強(qiáng)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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