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這些術(shù)語(yǔ)都是材料力學(xué)和工程學(xué)中描述材料性能或結(jié)構(gòu)特性的關(guān)鍵指標(biāo)，它們各有明確的定義和應(yīng)用場(chǎng)景。以下是它們的詳細(xì)對(duì)比：

 

1. 剛度（Stiffness）

定義：材料或結(jié)構(gòu)抵抗彈性變形的能力。

關(guān)鍵點(diǎn)：

剛度越大，相同外力下變形越小。

與彈性模量（E）相關(guān)，但彈性模量是材料屬性，剛度是結(jié)構(gòu)屬性。

應(yīng)用：彈簧設(shè)計(jì)、建筑抗震（如高層建筑的抗側(cè)移剛度）。

 

2. 強(qiáng)度（Strength）

定義：材料抵抗永久變形或斷裂的能力。

分類：

抗拉強(qiáng)度：抵抗拉伸破壞的最大應(yīng)力。

抗壓強(qiáng)度：抵抗壓縮破壞的能力。

屈服強(qiáng)度：材料開始發(fā)生塑性變形的臨界應(yīng)力。

應(yīng)用：橋梁承重設(shè)計(jì)、機(jī)械零件選材。

 

3. 硬度（Hardness）

定義：材料表面抵抗局部壓入或劃傷的能力。

測(cè)試方法：布氏硬度（HB）、洛氏硬度（HRC）、維氏硬度（HV）。

與強(qiáng)度的關(guān)系：硬度高的材料通常強(qiáng)度較高，但無(wú)嚴(yán)格對(duì)應(yīng)關(guān)系。

應(yīng)用：刀具選材（高硬度）、軸承表面處理。

 

4. 撓度（Deflection）

定義：結(jié)構(gòu)（如梁、板）在受力時(shí)產(chǎn)生的**彈性位移量。

關(guān)鍵點(diǎn)：

是剛度在實(shí)際結(jié)構(gòu)中的體現(xiàn)，撓度大說明剛度低。

計(jì)算公式與載荷類型、邊界條件相關(guān)（如簡(jiǎn)支梁撓度公式）。

應(yīng)用：橋梁變形監(jiān)測(cè)、機(jī)械臂末端精度控制。

 

5. 彈性（Elasticity）

定義：材料在外力撤銷后恢復(fù)原始形狀的能力。

彈性極限：材料保持彈性的最大應(yīng)力值。

應(yīng)用：橡膠制品、彈簧設(shè)計(jì)。

 

6. 韌性（Toughness）

定義：材料在斷裂前吸收**能量**的能力（包括彈性和塑性變形）。

與強(qiáng)度的區(qū)別：高強(qiáng)度材料可能脆性大（如陶瓷），韌性低；韌性好的材料（如橡膠）強(qiáng)度不一定高。

測(cè)試方法：沖擊試驗(yàn)（如夏比沖擊試驗(yàn)）。

應(yīng)用：防彈材料、汽車保險(xiǎn)杠。

 

7. 剛性（Rigidity）

注意：中文語(yǔ)境中常與“剛度”混用，但嚴(yán)格來說：

剛性：強(qiáng)調(diào)材料或結(jié)構(gòu)不易變形的整體特性（定性描述）。

剛度：是剛性的量化指標(biāo)（如N/m）。

應(yīng)用：機(jī)床床身（高剛性減少加工振動(dòng)）。

 

8. 塑性（Plasticity）

定義：材料在超過彈性極限后發(fā)生**永久變形**的能力。

關(guān)鍵點(diǎn)：

塑性好的材料（如銅）可鍛壓成型。

與脆性相反，脆性材料（如玻璃）幾乎無(wú)塑性。

應(yīng)用：金屬?zèng)_壓成型、塑性加工工藝。

 

對(duì)比總結(jié)

以下是整理后的材料力學(xué)性能參數(shù)表格：

 

 

常見誤區(qū)

剛度 vs 強(qiáng)度：高剛度不一定高強(qiáng)度（如碳纖維剛度高但強(qiáng)度可能低于鋼材）。

硬度 vs 韌性：鉆石硬度極高但韌性差，易碎裂。

彈性 vs 塑性：彈性變形可逆，塑性變形不可逆。

理解這些概念的區(qū)別，有助于在工程設(shè)計(jì)中合理選材和優(yōu)化結(jié)構(gòu)！