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橡胶硬度和刚度有什么区别
发布于2022-03-04 09:02:11
1
个回答
网友回答
2022-03-04
A: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stiffnessmatrix。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Jacobianmatrix。
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globalstiffness 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。
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