Что такое сила?
Прочность — это мера напряжения, которое может выдержать материал, прежде чем он подвергнется пластической деформации, и в этом случае вы говорите о пределе текучести, обычно у вас есть верхний предел текучести и нижний предел текучести, какова максимальная величина напряжения, которое может выдержать материал, прежде чем сломается? Это предел прочности на растяжение. Если напряжение меньше предела текучести, материал возвращается к своей первоначальной форме после снятия напряжения, если приложенное напряжение превышает предел текучести, возникает пластическая или остаточная деформация, и материал больше не может вернуться к своей первоначальной форме. как только нагрузка будет снята.
Что такое жесткость?
Жесткость - это величина отклонения материала при нагрузке. Инженеры используют значение, называемое модулем Юнга, E, для жесткости. Это отражает способность материала возвращаться в свою первоначальную форму после приложения внешней силы, включая изгиб, растяжение и другие формы деформации. Жесткость связана с тем, как объект изгибается под нагрузкой, и он все еще может восстановить свою первоначальную форму после снятия нагрузки. Жесткость технически определяется как сила на единицу деформации. Эта деформация или смещение зависит от свойства материала и величины приложенной силы. Если один конструктивный элемент деформируется больше, чем другой при одинаковой силе, его жесткость меньше, чем у другого.
Разница между прочностью и жесткостью
Жесткость и прочность являются двумя важными физическими свойствами материала, но прочность не равна жесткости. Прочность материала и его жесткость не связаны напрямую. Прочность — это способность объекта или материала сопротивляться деформации при приложении силы. Она измеряет напряжение, приложенное к материалу, до того, как он окончательно деформируется (предел текучести) или ломается (предел прочности). Жесткость - это способность объекта или материала выдерживать нагрузку без разрушения, она определяет, как материал изгибается, чтобы сопротивляться внешней силе, возвращаясь к своей первоначальной форме после снятия силы.
Если мы посмотрим на пример, резиновая хирургическая трубка имеет низкую жесткость, потому что она сильно отражает под нагрузкой, но она относительно прочная, в то время как кусок стеклянной нити очень мало прогибается под нагрузкой, но может не выдержать огромной нагрузки до того, как сломается. Материал может иметь одновременно высокую прочность и низкую жесткость. Если металл легко трескается, он имеет низкую прочность, но если он имеет низкую жесткость, он может прогибать большую нагрузку.
Существуют различные типы и меры прочности и жесткости.
Виды прочности:
1. Предел текучести: определяется как напряжение, при котором материал начинает пластически деформироваться. Напряжение материала сверх его предела текучести приведет к остаточной деформации после снятия нагрузки. Многие конструкции и компоненты спроектированы таким образом, чтобы они деформировались только упруго. Это делает предел текучести широко используемым критерием для определения отказа в нормах инженерного проектирования. Разрушение возможно при уровнях напряжения значительно ниже предела текучести, если приложенная нагрузка меняется со временем. Этот режим отказа называется усталостью.
2. Предел прочности: определяется как максимальное напряжение, которое материал может выдержать во время испытания на растяжение. Для пластичных материалов предел текучести и предел прочности при испытаниях на растяжение и сжатие очень близки, но для хрупких материалов прочность материала значительно выше при сжатии, чем при растяжении.
Виды жесткости:
1. Осевая жесткость: отношение осевой нагрузки к осевому прогибу. Осевая нагрузка возникает, когда сила прикладывается параллельно оси другого объекта.
2. Жесткость при кручении: отношение приложенного крутящего момента к углу закручивания или мера величины крутящего момента, который радиальный вал может выдержать при вращении в механической системе.
