硬度 刚度文库

常识性的错误！很多人常犯的错，包括很多老工程师也常犯这个错误金属材料的刚度材料取决于它的弹性模量，而弹性模量又主要取决于结合键的本性和原子间的结合力，成分和组织与热处理对它影响不大，所以说它是一个对组织不敏感的性能指标，这是弹性模量在性能上的主要特点。改变材料的成分和组织会对材料的强度(如屈服强度、抗拉强度)有显著影响，但对材料的刚度影响不大。从大的范围说，材料的弹性模量首先决定于结合键。共价键结合的材料弹性模量最高，所以象SiC，Si3N4陶瓷材料和碳纤维的复合材料有很高的弹性模量。而主要依靠分子键结合的高分子，由于键力弱其弹性模量最低。金属键有较强的键力，材料容易塑性变形，其弹性模量适中，但由于各种金属原子结合力的不同，也会有很大的差别，例如铁(钢)的弹性模量为210GPa，是铝(铝合金)的三倍(EAl≈70GPa)，而钨的弹性模量又是铁的两倍(Ew≈70GPa)。弹性模量是和材料的熔点成正比的，越是难熔的材料弹性模量也越高。yk7051050 (2009-3-16 08:14:31)

18# 枯藤哦,原来是这样,听有的人是这样说过,那为什么电机输出轴还要调质呢,而且还要有一个合适的硬度值?比如我们要HRC22-26,只是为了提高强度和降低内部应力?

春天的鱼 (2009-5-26 09:14:06)

刚度更多是与零件的截面尺寸相关，与材料的状态关系不大。学习机械或其它工科的学生，在学习机械设计之前通常有一门先修课程：材料力学。对各种不同的截面形状及其对刚性（度）的影响，已经可以进行详细的计算了。现代计算机模拟技术更是将此进一步细化。所以刚度的问题应更多的在设计上想办法。正如枯藤先生所言，高熔点的钨，也仅比铁高二倍。但其材料的使用性能和造价可能相差极大；若在零件截面上动点小脑筋，刚度可提高N倍，须知这些参数（截面模量）与尺寸的关系是三次方，四次方的。这样说，不知说清楚了没有？

xcl-000 (2009-5-26 17:12:34)

圆轴主要是受扭矩作用.刚度用单位长度扭转角表示θ=Mx/GIp. 从公式看从两个方面着手1.改变切变模量2.改变极贯性矩.热处理能不能改变后一项.对切变模量热处理能不能改变我也不大清楚,不过感觉应该有影响. 我不是学机械的,以上都是自学的,提供的建议仅供参考,不保证正确性

硬度是材料特性，刚度是构件特性。硬度是加工/工艺性能，反映的是材料抵抗局部变形的能力，想想你的HB或2B铅笔吧，那是指它的硬度。刚度是指构件的抵抗变形（整体变形）的能力，想像一根竹子和一根电线杆。刚度除与截面大小有关，还与构件长度及其边界条件有关。

面一位问硬度与弹性模量及刚度的关系倒是有些意思。首先，弹性模量特指材料层次的刚度，反映的是应力与应变的比例关系。硬度与弹性模量其实是有一定关系的，所谓回弹法测混凝土强度，如果我没有记错的话，利用的是硬度--弹模--强度之间的回归关系。但注意这里是统计回归关系。物理上三者之间是否存在确定性关系，我不知道，还请这里的方家解释。——感觉上要从物理力学的角度去解释

硬度， hardness，用来衡量材料抵抗塑性变形的能力。硬度测量方法大致方法是，将已知形状的硬质压头(indenter)压入材料然后卸载，最大力除以压痕的面积，即为硬度。根据不同的压头形状和测试条件，硬度可以分为几种。

刚度，stiffness，用来衡量材料或结构在载荷作用下，抵抗变形的能力，一般用矩阵表示，

即刚度矩阵stiffness matrix。对材料而言，其刚度矩阵就是应力张量对应变张量的偏导，有时也叫做Jacobian matrix。弹性变形时，该矩阵可以由模量、泊松比直接计算得到；弹塑性变形时，稍微复杂一点，需要考虑塑性应变和应变硬化。结构件的刚度矩阵，只有在将结构离散后才有意义，借用有限元方法的术语，就是整体刚度矩阵global stiffness matrix，改矩阵将载荷和位移联系起来：F=[K]U。

材料的应力应变关系（也可以认为是材料的刚度矩阵）是材料力学性能的基本参数，而硬度则不是。也就是说，一旦知道材料的应力应变关系，其硬度可以计算出来，当然一般是通过有限元方法。由于硬度是一个很常用的参数，有很多研究提出一些经验公式（或基于实验，或基于数值计算），将硬度和其他参数关联起来。比如，Tabor：H=C.Y，H为硬度，Y为屈服强度，C为常数；再如Johnson：H/Y=2/3*[2+1og(1/3*E*tan(r)/Y)]。除此外还有其他的形式，但都有一定的适用范围。

硬度是衡量金属材料软硬程度的一项重要的性能指标，它既可理解为是材料抵抗弹性变形、塑性变形或破坏的能力，也可表述为材料抵抗残余变形和反破坏的能力。硬度不是一个简单的物理概念，而是材料弹性、塑性、强度和韧性等力学性能的综合指标。硬度试验根据其测试方法的不同可分为静压法（如布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等）、划痕法（如莫氏硬度）、回跳法（如肖氏硬度）及显微硬度、高温硬度等多种方法。

强度是指零件承受载荷后抵抗发生断裂或超过容许限度的残余变形的能力。也就是说，强度是衡量零件本身承载能力（即抵抗失效能力）的重要指标。强度是机械零部件首先应满足的基本要求。机械零件的强度一般可以分为静强度、疲劳强度（弯曲疲劳和接触疲劳等）、断裂强度、冲击强度、高温和低温强度、在腐蚀条件下的强度和蠕变、胶合强度等项目。强度的试验研究是综合性的研究，主要是通过其应力状态来研究零部件的受力状况以及预测破坏失效的条件和时机。

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