强度的定义是什么(强度、刚度、硬度的区别和联系)
一、定义
强度:金属材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力,或材料抵抗破坏的能力。
(塑性变形是一种不可自行恢复的变形。工程材料及构件受载超过弹性变形范围之后将发生永久的变形,即卸除载荷后将出现不可恢复的变形,或称残余变形,这就是塑性变形)
即:抗拉抗压能力叫强度。
刚度:金属材料在受力时抵抗弹性变形的能力。
(弹性变形是材料在外力作用下产生变形,当外力去除后变形完全消失的现象)
即:抗变形能力叫刚度。
硬度:金属材料抵抗更硬的物体压入其内的能力。
即:抗磨损能力叫硬度。
二、强度(Strength)
按外力作用的性质不同,强度主要有屈服强度、抗拉强度、抗压强度、抗弯强度等,工程常用的是屈服强度和抗拉强度,这两个强度指标可通过拉伸试验测出,其单位为Pa。常用的强度性能指标有拉伸强度和屈服强度(或屈服点)。铸铁、无机材料没有屈服现象,故只用拉伸强度来衡量其强度性能。高分子材料也采用拉伸强度。承受弯曲载荷、压缩载荷或扭转载荷时则应分别以材料的弯曲强度、压缩强度及剪切强度来表示材料的强度性能。
三、刚度 (Stiffness)
刚度是指零件在载荷作用下抵抗弹性变形的能力。零件的刚度(或称刚性)常用单位变形所需的了或力矩来表示,刚度的大小取决于零件的几何形状和材料种类(即材料的弹性模量)。刚度要求对于某些弹性变形量超过一定数值后,会影响机器工作质量的零件尤为重要,如机床的主轴、导轨、丝杠等。
四、硬度 (Hardness)
材料局部抵抗硬物压入其表面的能力称为硬度。固体对外界物体入侵的局部抵抗能力,是比较各种材料软硬的指标。一般硬度越高,耐磨性越好。由于规定了不同的测试方法,所以有不同的硬度标准。
三种主要的硬度定义方式包括:
刻划硬度(Scratch hardness)
压入硬度(Indentation hardness)
回弹硬度(Rebound hardness,动态硬度dynamic hardness,或绝对硬度)
五、三者联系
三者之间没有必然联系,但是硬度是一项综合力学性能指标,一般硬度高的材料,其强度也高。
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