剛度是指材料或結構在受力時抵抗彈性變形的能力。一起來看看出國留學網(wǎng)小編為大家精心整理的“剛度是什么意思 剛度系數(shù)”，歡迎大家閱讀，供您參考。更多內(nèi)容請關注出國留學網(wǎng)。
剛度是什么意思 剛度系數(shù)
拼音：[gāng dù]
英文：Stiffness
類別：物理名詞
釋義：剛度是指材料或結構在受力時抵抗彈性變形的能力。是材料或結構彈性變形難易程度的表征。材料的剛度通常用彈性模量E來衡量。在宏觀彈性范圍內(nèi)，剛度是零件荷載與位移成正比的比例系數(shù)，即引起單位位移所需的力。它的倒數(shù)稱為柔度，即單位力引起的位移。剛度可分為靜剛度和動剛度。
基本介紹
剛度是使物體產(chǎn)生單位變形所需的外力值。剛度與物體的材料性質(zhì)、幾何形狀、邊界支持情況以及外力作用形式有關。材料的彈性模量和剪切模量(見材料的力學性能)越大，則剛度越大。細桿和薄板在受側向外力作用時剛度很小，但細桿和薄板如果組合得當，邊界支持合理，使桿只承受軸向力，板只承受平面內(nèi)的力，則它們也能具有較大的剛度。
在自然界，動物和植物都需要有足夠的剛度以維持其外形。在工程上，有些機械、橋梁、建筑物、飛行器和艦船就因為結構剛度不夠而出現(xiàn)失穩(wěn)，或在流場中發(fā)生顫振等災難性事故。因此在設計中，必須按規(guī)范要求確保結構有足夠的剛度。但對剛度的要求不是絕對的，例如，彈簧秤中彈簧的剛度就取決于被稱物體的重量范圍，而纜繩則要求在保證足夠強度的基礎上適當減小剛度。
研究剛度的重要意義還在于，通過分析物體各部分的剛度，可以確定物體內(nèi)部的應力和應變分布，這也是固體力學的基本研究方法之一。
靜剛度與動剛度概述
靜載荷下抵抗變形的能力稱為靜剛度。動載荷下抵抗變形的能力稱為動剛度，即引起單位振幅所需的動態(tài)力。如果干擾力變化很慢(即干擾力的頻率遠小于結構的固有頻率)，動剛度與靜剛度基本相同。干擾力變化極快(即干擾力的頻率遠大于結構的固有頻率時)，結構變形比較小，即動剛度比較大。當干擾力的頻率與結構的固有頻率相近時,有共振現(xiàn)象,此時動剛度最小，即最易變形，其動變形可達靜載變形的幾倍乃至十幾倍。
構件變形常影響構件的工作，例如齒輪軸的過度變形會影響齒輪嚙合狀況，機床變形過大會降低加工精度等。影響剛度的因素是材料的彈性模量和結構形式，改變結構形式對剛度有顯著影響。剛度計算是振動理論和結構穩(wěn)定性分析的基礎。在質(zhì)量不變的情況下，剛度大則固有頻率高。靜不定結構的應力分布與各部分的剛度比例有關。在斷裂力學分析中，含裂紋構件的應力強度因子可根據(jù)柔度求得。
基本公式
k=P/δ
其中 k表示剛度， P表示施力，δ表示變形量(變形后的長度減去原長或原長減去變形后的長度)。在國際單位制中，剛度的單位為牛/米。一般應用于胡克定律作系統(tǒng)的振動分析。
剛度的位移
計算剛度的理論分為小位移理論和大位移理論。大位移理論根據(jù)結構受力后的變形位置建立平衡方程，得到的結果精確，但計算比較復雜。小位移理論在建立平衡方程時暫時先假定結構是不變形的，由此從外載荷求得結構內(nèi)力以后，再考慮變形計算問題。大部分機械設計都采用小位移理論。例如，在梁的彎曲變形計算中，因為實際變形很小，一般忽略曲率式中的撓度的一階導數(shù)，而用撓度的二階導數(shù)近似表達梁軸線的曲率。這樣做的目的是將微分方程線性化，以大大簡化求解過程;而當有幾個載荷同時作用時，可分別計算每個載荷引起的彎曲變形后再疊加。
剛度的彈性模量
一般來說，剛度和彈性模量是不一樣的。彈性模量是物質(zhì)組分的性質(zhì);而剛度是結構的性質(zhì)。也就是說，彈性模量是物質(zhì)微觀的性質(zhì)，而剛度是物質(zhì)宏觀的性質(zhì)。
材料力學中，彈性模量與相應截面幾何性質(zhì)的乘積表示為各類剛度，如GI為扭轉剛度，EI為彎曲剛度，EA為拉壓剛度。
剛度系數(shù)測量方法
一般采用實測的方法來確定軋機的剛度系數(shù)，實測的方法有兩種。
①軋制法
②軋輥壓靠法
由于軋機零部件間存在的間隙和接觸不均勻是一個不穩(wěn)定因素，彈性曲線的非線性部分是經(jīng)常變化的，在實際生產(chǎn)中，為了消除非線性段的影響，往往采用人工零位法。即在軋前，先將軋輥預壓靠到一定壓力P0 (或按壓下電機電流作標準)，然后將此時的軋輥縫指示器讀數(shù)設定為零，稱為人工零位。
式中
S'0 ——人工零件位軋輥輥縫指示器讀數(shù);
P0 ——軋輥預壓靠力。式中即為人工零位法的彈跳方程。用人工零位法可以消除非線性段的不穩(wěn)定性，彈跳方程便于實際應用。彈跳方程對軋機調(diào)整有重要意義。它可以用來設定軋輥原始輥縫，彈跳方程表示了軋出厚度與輥縫及軋制力的關系，他可作為間接測量軋件厚度的基本公式。
剛度造句
1、連續(xù)梁的桿端轉動剛度及其在力矩分配法中的應用。
2、而非支座結點在不同荷載步下的側向位移則明顯小于初始轉動剛度較小的時候。
3、說明直線滾動導軌結合面的靜、動剛度與阻尼對機床的動態(tài)特性具有很大的影響。
4、加固前后的荷載試驗表明，碳纖維加固可有效提高結構的承載力，改善結構的動剛度。
5、摘要對某機床廠cks6116臥式數(shù)控機床導軌結合面的靜、動剛度與阻尼等參數(shù)特性進行了研究。
6、因此有必要對半剛性鋼-混凝土組合節(jié)點受彎承載力、轉動剛度和轉動能力及其對框架受力性能影響進行全面的研究。
7、總結了壓縮型軌道減振器的各種性能的試驗方法，包括剛度和變形、垂向升舉、橫向約束、縱向約束、疲勞、低頻動剛度等試驗。
8、文中給出了軸承的潤滑方程、油膜擾動剛度和阻尼計算表達式，并進行了軸承的動態(tài)潤滑特性參數(shù)計算。
9、試驗結果表明，半剛性鋼-混凝土組合節(jié)點具有較高的受彎承載能力與轉動剛度，同時還具有良好的轉動耗能能力。
10、摘要在對某型數(shù)控車床進行空運轉、切削及模態(tài)試驗的基礎上，確定了機床主軸部件動剛度薄弱是引起機床切削的結構顫振方面的原因。
11、首次提出利用動力相互作用因子求解均質(zhì)彈性半空間上的任意形狀的剛性明置和埋置基礎的動剛度和阻尼系數(shù)的方法。