文章插图
刚度是指材料或结构在受力时抵抗弹性变形的能力 。是材料或结构弹性变形难易程度的表征 。
材料的刚度通常用弹性模量E来衡量 。在宏观弹性范围内，刚度是零件荷载与位移成正比的比例系数，即引起单位位移所需的力 。它的倒数称为柔度，即单位力引起的位移 。刚度可分为静刚度和动刚度 。
刚度与物体的材料性质、几何形状、边界支持情况以及外力作用形式有关 。材料的弹性模量和剪切模量越大，则刚度越大 。
扩展资料
在自然界，动物和植物都需要有足够的刚度以维持其外形 。
【什么是刚度】在工程上，有些机械、桥梁、建筑物、飞行器和舰船就因为结构刚度不够而出现失稳，或在流场中发生颤振等灾难性事故 。
因此在设计中，必须按规范要求确保结构有足够的刚度 。但对刚度的要求不是绝对的，例如，弹簧秤中弹簧的刚度就取决于被称物体的重量范围，而缆绳则要求在保证足够强度的基础上适当减小刚度 。
研究刚度的重要意义还在于，通过分析物体各部分的刚度，可以确定物体内部的应力和应变分布，这也是固体力学的基本研究方法之一 。
参考资料来源：百度百科-刚度
刚度是什么意思 刚度系数拼音： [gāng dù]
英文： Stiffness
类别： 物理名词
释义： 刚度是指材料或结构在受力时抵抗弹性变形的能力 。是材料或结构弹性变形难易程度的表征 。材料的刚度通常用弹性模量E来衡量 。在宏观弹性范围内，刚度是零件荷载与位移成正比的比例系数，即引起单位位移所需的力 。它的倒数称为柔度，即单位力引起的位移 。刚度可分为静刚度和动刚度 。
基本介绍
刚度是使物体产生单位变形所需的外力值 。刚度与物体的材料性质、几何形状、边界支持情况以及外力作用形式有关 。材料的弹性模量和剪切模量(见材料的力学性能)越大，则刚度越大 。细杆和薄板在受侧向外力作用时刚度很小，但细杆和薄板如果组合得当，边界支持合理，使杆只承受轴向力，板只承受平面内的力，则它们也能具有较大的刚度 。
在自然界，动物和植物都需要有足够的刚度以维持其外形 。在工程上，有些机械、桥梁、建筑物、飞行器和舰船就因为结构刚度不够而出现失稳，或在流场中发生颤振等灾难性事故 。因此在设计中，必须按规范要求确保结构有足够的刚度 。但对刚度的要求不是绝对的，例如，弹簧秤中弹簧的刚度就取决于被称物体的重量范围，而缆绳则要求在保证足够强度的基础上适当减小刚度 。
研究刚度的重要意义还在于，通过分析物体各部分的刚度，可以确定物体内部的应力和应变分布，这也是固体力学的基本研究方法之一 。
静刚度与动刚度概述
静载荷下抵抗变形的能力称为静刚度 。动载荷下抵抗变形的能力称为动刚度，即引起单位振幅所需的动态力 。如果干扰力变化很慢(即干扰力的频率远小于结构的固有频率)，动刚度与静刚度基本相同 。干扰力变化极快(即干扰力的频率远大于结构的固有频率时)，结构变形比较小，即动刚度比较大 。当干扰力的频率与结构的固有频率相近时,有共振现象,此时动刚度最小，即最易变形，其动变形可达静载变形的几倍乃至十几倍 。
构件变形常影响构件的工作，例如齿轮轴的过度变形会影响齿轮啮合状况，机床变形过大会降低加工精度等 。影响刚度的因素是材料的弹性模量和结构形式，改变结构形式对刚度有显着影响 。刚度计算是振动理论和结构稳定性分析的基础 。在质量不变的情况下，刚度大则固有频率高 。静不定结构的应力分布与各部分的刚度比例有关 。在断裂力学分析中，含裂纹构件的应力强度因子可根据柔度求得 。
基本公式
k=P/δ
其中 k表示刚度，P表示施力，δ表示变形量(变形后的长度减去原长或原长减去变形后的长度) 。在国际单位制中，刚度的单位为牛/米 。一般应用于胡克定律作系统的振动分析 。
刚度的位移
计算刚度的理论分为小位移理论和大位移理论 。大位移理论根据结构受力后的变形位置建立平衡方程，得到的结果精确，但计算比较复杂 。小位移理论在建立平衡方程时暂时先假定结构是不变形的，由此从外载荷求得结构内力以后，再考虑变形计算问题 。大部分机械设计都采用小位移理论 。例如，在梁的弯曲变形计算中，因为实际变形很小，一般忽略曲率式中的挠度的一阶导数，而用挠度的二阶导数近似表达梁轴线的曲率 。这样做的目的是将微分方程线性化，以大大简化求解过程而当有几个载荷同时作用时，可分别计算每个载荷引起的弯曲变形后再叠加 。
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