强 度
材质要能经得起应用场景中受力的考验,不弯、不断、不碎、不变形。
硬 度
弹 性
成 型 性 能
是否方便加工成永久形状,柿子虽然软可以随便捏,但是捏完就完了。另外一个极端的例子:钻石硬度太高,也不适合用来加工。
延 性
长度方向上的受力变形能力。比如橡皮筋的弹性很好。材料方面热塑性弹性体一般都具有不错的延性。
抗 拉 强 度
未发生断裂或者折断之前的变形能力。
延 展 性
未出现裂纹前,材质在各个方向上能够改变形状的能力,考验的是材料再次塑形的能力。
韧 性
材质抗冲击能力,突然敲打一下,不会断裂或者破碎 。
导 电 性 能
正常情况下,导电性好的材料导热性能也不错。
材料的强度指标有以下:
稳定性很好理解,受力作用下保持或者恢复原来平衡形式的能力。例如承压的细杆突然弯曲,薄壁构件承重发生褶皱或者建筑物的立柱失稳导致坍塌。
今天主要来讲一下对于刚度和强度的理解。
式中M——作用的扭矩(N·m);L——扭矩作用处到固定端的距离(m);θ——扭转角(°)
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:
IV、局部颈缩阶段。
而刚度的定义是在于抵抗弹性变形,是在第一阶段下进行的,弹性作用下满足胡克定律,观察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,可推测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失,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,最后到达强度极限。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,只要满足了刚度要求,在弹性变形阶段就可以抵抗足够的应力,而强度在这样的前提下也就满足了零件的要求。
按照这样的关系,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控制。
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