刚度

✍ dations ◷ 2025-10-22 21:53:15 #固体力学,物理量

刚度是材料力学中的名词，定义为施力与所产生变形量的比值，表示材料或结构抵抗变形的能力。公式记为

其中 $k {\displaystyle k}$ $k$ 表示刚度， $P {\displaystyle P}$ $P$ 表示施力， $\delta$ $\delta$ 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，刚度的单位为牛顿/米。一般应用于虎克定律作系统的振动分析。

弹性模量通常与刚度不同。弹性模量是材料组成的性质；刚度是结构的性质。就是说，模量是材料的内部性质；刚度是固体的外延性质，它取决于材料，形状及边界条件。例如，对于一个受压或受拉的元素，其轴向刚度为

其中

类似地, 其转动刚度为

其中

对于无约束单轴受拉或受压的特殊情况，杨氏模量可以被认为是材料刚度的一个测度。

结构刚度在许多工程应用当中非常重要。所以在选择材料的时候，弹性模量是一个经常需要考虑的重要性质。当需要减小挠度时，高弹性模量的材料更适合。但当需要柔韧性时，低弹性模量的材料更满足需求。

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