强度定义
余年寄山水
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2021年02月02日 16:12
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强度定义
1
、材料、机械零件和构件抵抗外力而不失效的能力。强度包括材 料强度和结构
强度两方面。强度问题有狭义和广义两种涵义。狭义的强度问题指各种
断裂
和塑
性变形过大的问题。
广义的强度问题包括强度、
刚度和稳定性问题，
有 时还包括
机械振动问题。强度要求是机械设计的一个基本要求。
材料强度
指材料在不同影响因素下的各种力学性能指标。影响 因素包括
材料的化学成分、加工工艺、热处理制度、应力状态，载荷性质、加载速率、温
度和介 质等。
按照材料的性质，
材料强度分为脆性材料强 度、
塑性材料强度和带裂纹材料
的强度
。①脆性材料强度：铸铁等脆性材料受载后断裂
比较突然，几乎没有塑性
变形。脆性材料以其强度极限为计算强度的标准。强度极限有 两种：拉伸试件
断
裂
前承受过的最大名义应力称为材料的抗拉强度极限，
压缩 试件的最大名义应力
称为抗压强度极限。
②塑性材料强度：
钦钢等塑性材料断裂前有较 大的塑性变形，
它在卸载后不能消失，
也称
残余变形
。
塑性材料以其 屈服极限为计算强度的标准。
材料的屈服极限是拉伸试件发生屈服现象
（应力不变的情况下应变 不断增大的现
象）时的应力。对于没有屈服现象的塑性材料，取与
0.2
％ 的塑性变形相对应的
应力为名义屈服极限，用
σ
0.2
表示。③带裂纹材料的 强度：常低于材料的强度
极限，
计算强度时要考虑材料的断裂韧性
（见
断裂力 学
分析）
。
对于同一种材料，
采用不同的热处理制度，则强度越高的断裂韧性 越低。
按照载荷的性质，材料强度有静强度、冲击强度和疲 劳强度。
材料在
静载
荷
下的强度，根据材料的性质，分别用屈服极限或强度极 限作为计算强度的标准。
材料受冲击载荷时，
屈服极限和强度极限都有所提高
（见冲击 强度）
。
材料受循
环应力作用时的强度，
通常以材料的疲劳极限为计算强度的 标准
（见疲劳强度设
计）。此外还有接触强度（见接触应力）。
按照环境条件，材料强度有高温强度和
腐蚀
强度等。高温强度包括
蠕变
强度
和持久强度。
当金属承受外载荷时的温度高于再结晶温度
（已滑移晶 体能够回复
到未变形晶体所需要的最低温度）时，塑性变形后的
应变硬化
由于高温退火 而迅
速消除，因此在载荷不变的情况下，变形不断增长，称为
蠕变
现象，以材料的蠕
变
极限为其计算强度的标准。
高温持续载荷下的断裂强度可能低于同一温度下的
材料拉伸强度，以材料的持久极限为其计算强度的标准（见持久强度）。此外，
还有受环境介质 影响的应力
腐蚀
断裂和
腐蚀
疲劳等材料强度问题。
结构强度
指机械零件和构件的强度。它涉及力学模 型简化、应力分析方
法、材料强度、强度准则和安全系数。
按照结构的形状，机械零件和构件的强度问题可简化为杆、杆系、板、壳、
块和无限大体等力学 模型来研究。
不同力学模型的强度问题有不同的力学计算方
法。材料力学一般研究杆的强度计算 。结构力学分析杆系（
桁架
、
刚架
等）的内
力和变形。
其他 形状物体属于弹塑性力学的研究对象。
杆是指截面的两个方向尺
寸远小于长度尺寸的物体，包括受拉的杆、
受压的柱、
受弯曲的梁和受扭转的轴。
板和壳的特点是厚度远小于 另外两个方向的尺寸，平的称为板，曲的称为壳。
要解决结 构强度问题，
除应力分析之外，
还要考虑材料强度和强度准则，
并
研究它们之 间的关系。
如循环应力作用下的零件和构件的疲劳强度，
既与材料的
疲劳强度有关，又 与零件和构件的尺寸大小、
应力集中
系数和表面状态等因素有
关。
当循环载荷 不规则变化时，
还要考虑载荷谱包括载荷顺序的影响。
复合应力
情形要用强度理论。有 宏观裂纹情形要用
断裂力学
分析。某些零件往往需要同时
考虑几种强度准则，加以比较 ，才能确定最可能出现的失效方式。
大部分的结构强度问题 ，
通常是先确定结构形式，
然后根据外载荷进行应力
分析和强度校核。
应用电 子计算机方法以后，
优化设计成为现实的问题，
可以先
提出一些具体的设计目标
（例如要求结构重量最小）
，
然后寻求最佳的结构形式。
2
、金属材料在外力作用下抵抗永久变形和断裂的能力称为强度。按外力作用
的性质不同，主要有屈服强度、抗拉强度、抗压强度、抗弯强度等，工程常用的
是屈服强度和抗拉强度 ，这两个强度指标可通过拉伸试验测出
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 。
强度是指材料承受外力而不被破坏
(
不可恢复的变 形也属被破坏
)
的能力
.
根
据受力种类的不同分为以下几种
:
(1)
抗压强度
--
材料承受压力的能力
.
(2)
抗拉强度
--
材料承受拉力的能力
.
(3)
抗弯强度
--
材料对致弯外力的承受能力
.
(4)
抗剪强度
--
材料承受剪切力的能力
.
3
、强度是在“外力作用下，材料抵抗变形和破坏的能力”。
根据外力的作用方式，有多种强度指标，如抗拉强度、抗弯强度、
抗剪强度
等。
当材料承受拉力时，强度性能指标主要是降伏强度和抗拉强度。
< br>注意强度和硬度是本质上不同的概念。
玻璃
等硬而脆的物质虽然硬度大
（变形与
外力之比小）但强度小（在断裂之前能承受的总外力小）。对于同系列的金属，
此二者可以有一 定的对应关系。
强度测量往往需要彻底毁坏材料，
而硬度试验则
毁坏较小或不毁坏。所 以校定的硬度强度换算关系被用来由硬度推算强度。
金属材料的强度
是金属材料的在外力作用下抵抗永久变形和断 裂的能力。
工程上常用来表示金属
材料强度的指标有屈服强度和抗拉强度。
屈服强度
屈服强度是金属材料发生屈服现象时的屈服极限，亦即抵抗微量塑性变形的应
力。
σ
S=Fs/AO
Fs----
试样产生屈服现象时所承受的最大外力
(N)
AO----
试样原来的截面积
(mm2)
σ
S---
屈服强度
(Mpa)
抗拉强度
抗拉强度是指金属材料在拉断前所能承受的最大应力，用
σ
b=FO/AO
FO----
试样在断裂前的最大外力
(N)
AO----
试样原来的截面积
(mm2)
σ
b---
抗拉强度
(Mpa)
刚度及定义