材料强度定义
强度定义
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σ0.2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。
刚度和强度的定义
刚度和强度的定义引言：在物理学和工程学中，刚度和强度是两个重要的概念。
它们在材料力学和结构设计中起着关键作用。
本文将分别对刚度和强度进行定义和解释，并探讨它们之间的关系。
第一部分：刚度的定义和特点刚度是指物体对力的抵抗能力，也可以理解为物体变形的难易程度。
在弹性范围内，刚度可以用杨氏模量来描述，杨氏模量是材料应力和应变之间的比值。
刚度越大，意味着物体对力的抵抗能力越强，变形越小。
刚度与弹性有关，弹性是物体恢复原状的能力。
例如，弹簧具有较大的刚度，当外力作用于弹簧时，它会产生相应的变形，但一旦外力消失，弹簧会尽量恢复原来的形状。
刚度的单位是N/m或Pa（帕斯卡）。
在工程领域中，刚度是评估材料或结构抵抗变形的重要指标。
例如，在建筑设计中，需要考虑地震荷载对建筑物的影响，刚度较大的建筑结构能够减小变形和损坏的风险。
第二部分：强度的定义和特点强度是指物体抵抗破坏的能力。
在材料力学中，强度通常指的是材料的极限强度，即材料在受力过程中能够承受的最大应力。
强度越大，意味着材料具有更高的抵抗破坏的能力。
强度与材料的内部结构和组成有关。
不同的材料具有不同的强度特点。
例如，钢材具有较高的强度，能够承受较大的应力，而玻璃则具有较低的强度，容易破碎。
强度的单位通常是N/m²或Pa（帕斯卡）。
在工程设计中，需要根据材料的强度特点来选择合适的材料。
例如，在航空航天领域，需要使用高强度材料来确保飞行器的安全性和可靠性。
第三部分：刚度和强度的关系尽管刚度和强度在物理意义上有所区别，但它们之间存在一定的关联。
一般来说，刚度较高的材料往往也具有较高的强度。
这是因为刚度和强度都与材料的内部结构和组成有关。
高刚度的材料通常具有较高的弹性模量，能够承受更大的力而不会发生较大的变形。
而变形较小意味着应力较小，因此材料的破坏强度相对较大。
然而，并非所有情况下刚度和强度是一致的。
例如，某些材料可能具有较高的刚度但较低的强度，或者具有较低的刚度但较高的强度。
材料强度与硬度
材料的强度和硬度材料的强度和硬度是两个不同的概念。
强度是材料在外力作用下抵抗产生塑性变形和断裂的特性。
硬度是指金属材料表面上不大体积内抵抗其他更硬物体压入表面发生变形或破裂的能力；或在外力作用下，材料抵抗局部变形，尤其是抵抗塑性变形、压痕或划痕的能力。
1.强度常用的强度指标有屈服点和抗拉强度等。
（1）屈服点金属材料承受载荷作用，当载荷不再增加或缓慢增加，金属材料仍继续发生明显的塑性变形，这种现象成为“屈服”。
发生屈服现象时的应力，即开始出现塑性变形时的应力成为“屈服点”。
它代表金属材料抵抗产生塑性变形的能力。
工程上规定发生0.2%残余伸长时的应力为“条件屈服点”，成为屈服强度。
（2）抗拉强度金属材料在拉伸条件下，从开始加载到发生断裂所能承受的最大应力值，叫做抗拉强度。
抗拉强度是压力容器设计常用的性能指标，它是试件拉断前最大载荷下的应力。
工程上所用的金属材料，不仅希望有较高的屈服点，还希望具有一定的“屈强比”，即屈服点/抗拉强度。
屈强比愈小，材料的塑性储备就愈大，愈不容易发生塑性变形。
但是屈强比太小，材料的强度水平就不能充分发挥。
反之，屈强比愈大，材料的强度水平就愈能得到充分发挥，但塑性储备愈小。
实际上，要保证一定的较高的屈强比。
2.硬度硬度是衡量材料软硬的指标，它不是一个单纯的物理量，而是反映材料弹性、强度、塑性和韧性的综合性能指标。
常用的硬度测量方法是用一定载荷把一定的压头压入金属表面，然后测定压痕的面积或深度。
当压头和压力一定时，压痕愈深或面积愈大，硬度就愈低。
根据压头和压力的不同，常用的硬度指标可分为布氏硬度（HBS、HBW）、洛氏硬度（HRA、HRB、HRC）、维氏硬度（HV）和肖氏硬度（HS）等。
布氏硬度比较准确，因此用途很广，但不能测量硬度很高的材料，而且其压痕较大，易损坏表面。
材料强度系数
材料强度系数材料强度系数是指材料在受力作用下的抗拉、抗压、抗弯等强度指标与材料自身特性的比值。
在工程设计和材料选择中，材料强度系数是一个非常重要的参数，它直接关系到材料在使用过程中的安全性和可靠性。
本文将从材料强度系数的定义、计算方法和应用等方面进行阐述。
首先，材料强度系数的定义。
材料强度系数是材料的极限强度与屈服强度之比，通常用符号K表示。
在工程设计中，材料的强度系数越大，代表材料的安全性越高。
强度系数的大小与材料的力学性能、工艺工程和使用条件等因素密切相关。
不同材料的强度系数会有所不同，因此在材料选择和设计中需要根据具体情况进行综合考虑。
其次，材料强度系数的计算方法。
材料的强度系数可以通过实验测试和理论计算来确定。
在实验室中，可以通过拉伸试验、压缩试验、弯曲试验等方法来获得材料的极限强度和屈服强度，进而计算出材料的强度系数。
在理论计算中，可以利用材料的应力-应变曲线来确定材料的强度系数。
无论是实验测试还是理论计算，都需要严格按照相关标准和规范进行，以确保结果的准确性和可靠性。
最后，材料强度系数的应用。
材料强度系数在工程设计和材料选择中有着重要的应用价值。
在材料选择时，可以根据材料的强度系数来评估材料的适用性和安全性，从而选择合适的材料。
在工程设计中，可以根据材料的强度系数来确定结构的安全性，进行强度校核和合理设计。
此外，材料的强度系数还可以用于材料的质量控制和生产过程中的监测，确保材料的稳定性和可靠性。
综上所述，材料强度系数是一个重要的材料力学性能参数，它直接关系到材料的安全性和可靠性。
在工程设计和材料选择中，需要对材料的强度系数进行准确评估和合理应用，以确保工程结构的安全和可靠。
希望本文的介绍能够对材料强度系数有所了解，并在工程实践中发挥一定的指导作用。
关于材料强度取值的理解和应用
关于材料强度的理解1 材料强度介绍材料强度有3种，以抗压特性为例，分别是fcu k、fck、fc，含义如下：fcuk：立方体抗压强度标准值，代表混凝土强度等级；fck：棱柱体轴心抗压强度标准值；fc：抗压强度设计值2 理解强度标准值和强度设计值本质是材料强度的保证率不同。
在实际工作中，按同一标准生产的混凝土各批之间的强度是有差异的，试验所得的强度也不完全相同，在确定强度标准值和强度设计值时必须充分考虑这种变异性。
强度标准值相当于实测棱柱体轴压强度平均值-1倍的方差，取值有84.13%的保证率。
强度设计值相当与实测棱柱体轴压强度平均值-2倍的方差，取值有97.73%保证率。
3 应用混凝土结构进行截面承载力验算时，使用的是强度设计值，称为截面设计承载力。
混凝土结构进行抗震验算时，对于中小地震，一般按结构处于弹性阶段设计，因此可采用强度设计值，这样就能使结构有较大的安全储备；对于大震，允许结构发生开裂、变形以及屈服，结构进入弹塑性阶段，截面不需要承载力方面的安全储备，因此采用的是强度标准值，也称截面实际承载力。
E2地震分析时，需要定义非线性材料特性（钢筋和混凝土），用于计算m-fai曲线，当混凝土使用mander本构时，在civil 2012中的定义界面如下：关于无约束混凝土抗压强度的定义需要注意2点：1 中国规范(fcu k)和美国规范(f’ c)混凝土强度等级差异。
fcuk=0.85f’c。
2 fco’抗压强度的取值。
目前，工程师取用的是立方体抗压强度标准值，及混凝土的强度等级，范院士的桥梁抗震延性设计中关于mander本构的参数的解释也是这么采用的。
个人对fco’抗压强度的取值有不同观点。
结合上面的说明，可以看出取值是由设计标准决定的，如果是弹性设计标准，取用的是设计强度，是弹塑性设计的标准，取用强度标准值。
mander本构是用来计算m-fai曲线的，考虑了m对刚度的影响，模拟了开裂、初始屈服、屈服意见极限强度各阶段的计算，因此应是弹塑性设计的标准，故应取用混凝土强度标准值。
材料强度标准值
材料强度标准值
材料强度标准值是指在一定条件下，材料所能承受的最大载荷或应力值。
在工
程设计和材料选择过程中，了解材料的强度标准值是非常重要的，因为它直接影响着材料的可靠性和安全性。
材料的强度标准值通常由国家标准或行业标准规定，不同的材料有着不同的强度标准值。
首先，对于金属材料而言，其强度标准值通常包括屈服强度、抗拉强度、抗压
强度、抗剪强度等指标。
屈服强度是指材料开始发生塑性变形的应力值，抗拉强度是指材料在拉伸破坏前所能承受的最大应力值，抗压强度是指材料在受压破坏前所能承受的最大应力值，抗剪强度是指材料在受剪破坏前所能承受的最大应力值。
这些强度标准值的确定对于工程结构的设计和材料的选择至关重要，可以保证结构的安全可靠。
其次，对于非金属材料而言，其强度标准值也是至关重要的。
比如混凝土材料，其强度标准值包括抗压强度、抗拉强度、抗折强度等指标。
这些强度标准值的确定对于建筑结构的设计和材料的选择同样非常重要，可以保证建筑物的安全稳定。
除了金属和非金属材料外，还有一些特殊材料，比如复合材料、高分子材料等，它们的强度标准值也是需要被准确确定的。
这些材料的强度标准值可能涉及到拉伸强度、弯曲强度、剪切强度、压缩强度等指标，这些指标的准确把握对于特殊工程领域的设计和材料选择非常重要。
总的来说，材料强度标准值的确定是工程设计和材料选择过程中的重要环节，
它直接关系到工程结构的安全可靠性。
因此，我们需要充分了解材料的强度标准值，遵循国家标准或行业标准，合理选择材料，并在工程设计中合理应用，以保证工程结构的安全可靠。
材料的机械性能指标
材料的机械性能指标
材料的机械性能指标包括以下几个方面：
1. 强度：指材料抵抗外力破坏的能力。
常见的强度指标有抗拉强度、抗压强度、抗剪强度等。
2. 韧性：指材料在受力下发生塑性变形的能力。
韧性高的材料可以承受更大的能量吸收和变形，不容易发生断裂。
3. 脆性：相对于韧性，指材料在受力下发生断裂的能力。
脆性高的材料容易发生断裂，不具有塑性变形的能力，容易产生裂纹。
4. 硬度：指材料的抵抗划痕或压入的能力。
硬度高的材料不容易被刮擦或变形，常用于制作耐磨部件。
5. 弹性模量：也称为杨氏模量，表示材料在受力下的变形程度。
弹性模量越大，材料越难变形。
6. 疲劳寿命：指材料在循环受力下能够承受的循环次数。
疲劳寿命长的材料具有较好的耐久性。
7. 确定性与可靠性：指材料的性能在不同条件下的稳定性和一致性。
材料的性能应保持较高的确定性和较好的可靠性。
强度和刚度的概念与区别
强度和刚度的概念与区别强度和刚度是材料力学中重要的概念，用来描述物体的力学性能。
虽然二者都与材料的力学性质相关，但它们有着不同的定义和含义。
强度是材料抵抗外部加载而发生变形、破坏的能力。
它代表了材料的最大承载能力，即能够承受的最大应力。
强度与材料的内部结构、分子间的键合力以及晶界的强度等密切相关。
当材料承受外部加载时，首先出现的是材料的弹性变形，即当加载撤除后材料能够恢复到原来的形状。
然而当加载达到一定程度时，材料会发生塑性变形，此时会有永久性的形状改变。
最终，当外部加载达到一定程度时，材料会失去抵抗外部加载的能力，发生破坏。
因此，强度可分为弹性强度和破坏强度。
刚度是材料对应力施加的响应程度。
它代表了材料的刚性程度，即材料能够抵抗形变的能力。
刚度主要与材料的弹性模量有关，它描述了材料在受到应力时产生的弹性变形的程度。
刚度高的材料对应力的响应较小，即变形较小，刚度低的材料则对应力的响应较大，变形较大。
刚度通常用杨氏模量来衡量。
简而言之，强度和刚度是描述材料力学性能的重要参数，但强度与材料的承载能力相关，而刚度与材料的抵抗形变的能力相关。
强度可以从材料的弹性强度和破坏强度进行划分，而刚度则可以从材料的弹性模量进行评估。
参考文献：1. Ashby, M. F., & Jones, D. R. H. (2006). Engineering materials 1:an introduction to properties, applications and design. Elsevier.2. Callister, W. D., & Rethwisch, D. G. (2014). Materials science and engineering: an introduction (9th ed.). John Wiley & Sons.。
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问题：什么是抗拉强度，延伸率，屈服强度？
球铁管是一种即有高强度和高弹性的输水管道，球铁管优秀的力学性能是它在种类繁多的输水管材中立于不败之地的保证，因而我们有必要对描述球铁管的各种力学性能做一番介
绍：
延伸率
延伸率主要衡量球墨铸铁塑性性能-即发生永久变形而不至于断裂的性能。
δ= (L-L0)/L0*100%
δ---伸长率
L0----试样原长度
L----试样受拉伸断裂后的长度
1．强度
强度是金属材料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。
a.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。
δS=Fs/A O
Fs----试样产生屈服现象时所承受的最大外力（N）
A O----试样原来的截面积（mm2）
δS---屈服强度(Mpa)
b.抗拉强度是指金属材料在拉断前所能承受的最大应力，用δb=F O/A O
F O----试样在断裂前的最大外力（N）
A O----试样原来的截面积（mm2）
δb---抗拉强度（Mpa）
Table:三种不同材料之间的机械性能对比
退火球墨铸铁铸态球墨铸铁管灰口铁管
屈服强度≥300MPa 未定义未定义
抗拉强度≥420MPa ≤300MPa ≥200 MPa
延伸率≥10% ≥3% ≤3%
断裂形式塑性变形突然断裂突然断裂
对于球墨铸铁管而言，其试样实际就是取自插口处试样加工过后的试棒；对球墨铸铁管件而言，其试样通常是取自与管件同批的铁水铸出的Y型试块加工成的试棒。
管材和管件的抗拉强度实验，就是用试棒拉断前的最大持续力除以试棒面积计算得出的抗拉强度。
把试棒断裂的两部分拼在一起测量伸长的标距，用伸长标距与初始标距之比求得伸长率。
不同的管材之间因为力学性能实验方法有别，所以某些管材宣传他们的力学性能甚至优
于铸铁管是毫无根据的。