A:硬度是材料特性,剛度是構件特性。硬度是加工/工藝效能,反映的是材料抵抗區域性變形的能力,想想你的HB或2B鉛筆吧,那是指它的硬度。剛度是指構件的抵抗變形(整體變形)的能力,想像一根竹子和一根電線杆。剛度除與截面大小有關,還與構件長度及其邊界條件有關。
面一位問硬度與彈性模量及剛度的關係倒是有些意思。首先,彈性模量特指材料層次的剛度,反映的是應力與應變的比例關係。硬度與彈性模量其實是有一定關係的,所謂回彈法測混凝土強度,如果我沒有記錯的話,利用的是硬度--彈模--強度之間的迴歸關係。但注意這裡是統計迴歸關係。物理上三者之間是否存在確定性關係,我不知道,還請這裡的方家解釋。——感覺上要從物理力學的角度去解釋
硬度, hardness,用來衡量材料抵抗塑性變形的能力。硬度測量方法大致方法是,將已知形狀的硬質壓頭(indenter)壓入材料然後解除安裝,最大力除以壓痕的面積,即為硬度。根據不同的壓頭形狀和測試條件,硬度可以分為幾種。
剛度,stiffness,用來衡量材料或結構在載荷作用下,抵抗變形的能力,一般用矩陣表示,即剛度矩陣stiffnessmatrix。對材料而言,其剛度矩陣就是應力張量對應變張量的偏導,有時也叫做Jacobianmatrix。彈性變形時,該矩陣可以由模量、泊松比直接計算得到;彈塑性變形時,稍微複雜一點,需要考慮塑性應變和應變硬化。結構件的剛度矩陣,只有在將結構離散後才有意義,借用有限元方法的術語,就是整體剛度矩陣globalstiffness matrix,改矩陣將載荷和位移聯絡起來:F=[K]U。
材料的應力應變關係(也可以認為是材料的剛度矩陣)是材料力學效能的基本引數,而硬度則不是。也就是說,一旦知道材料的應力應變關係,其硬度可以計算出來,當然一般是透過有限元方法。由於硬度是一個很常用的引數,有很多研究提出一些經驗公式(或基於實驗,或基於數值計算),將硬度和其他引數關聯起來。比如,Tabor:H=C.Y,H為硬度,Y為屈服強度,C為常數;再如Johnson:H/Y=2/3*[2+1og(1/3*E*tan(r)/Y)]。除此外還有其他的形式,但都有一定的適用範圍。
A:硬度是材料特性,剛度是構件特性。硬度是加工/工藝效能,反映的是材料抵抗區域性變形的能力,想想你的HB或2B鉛筆吧,那是指它的硬度。剛度是指構件的抵抗變形(整體變形)的能力,想像一根竹子和一根電線杆。剛度除與截面大小有關,還與構件長度及其邊界條件有關。
面一位問硬度與彈性模量及剛度的關係倒是有些意思。首先,彈性模量特指材料層次的剛度,反映的是應力與應變的比例關係。硬度與彈性模量其實是有一定關係的,所謂回彈法測混凝土強度,如果我沒有記錯的話,利用的是硬度--彈模--強度之間的迴歸關係。但注意這裡是統計迴歸關係。物理上三者之間是否存在確定性關係,我不知道,還請這裡的方家解釋。——感覺上要從物理力學的角度去解釋
硬度, hardness,用來衡量材料抵抗塑性變形的能力。硬度測量方法大致方法是,將已知形狀的硬質壓頭(indenter)壓入材料然後解除安裝,最大力除以壓痕的面積,即為硬度。根據不同的壓頭形狀和測試條件,硬度可以分為幾種。
剛度,stiffness,用來衡量材料或結構在載荷作用下,抵抗變形的能力,一般用矩陣表示,即剛度矩陣stiffnessmatrix。對材料而言,其剛度矩陣就是應力張量對應變張量的偏導,有時也叫做Jacobianmatrix。彈性變形時,該矩陣可以由模量、泊松比直接計算得到;彈塑性變形時,稍微複雜一點,需要考慮塑性應變和應變硬化。結構件的剛度矩陣,只有在將結構離散後才有意義,借用有限元方法的術語,就是整體剛度矩陣globalstiffness matrix,改矩陣將載荷和位移聯絡起來:F=[K]U。
材料的應力應變關係(也可以認為是材料的剛度矩陣)是材料力學效能的基本引數,而硬度則不是。也就是說,一旦知道材料的應力應變關係,其硬度可以計算出來,當然一般是透過有限元方法。由於硬度是一個很常用的引數,有很多研究提出一些經驗公式(或基於實驗,或基於數值計算),將硬度和其他引數關聯起來。比如,Tabor:H=C.Y,H為硬度,Y為屈服強度,C為常數;再如Johnson:H/Y=2/3*[2+1og(1/3*E*tan(r)/Y)]。除此外還有其他的形式,但都有一定的適用範圍。