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刚度

2020-04-09 21:01

杆件或结构抵抗弹性变形的能力,通常以产生单位应变所需要的力或力矩来度量,其因次为力(或力矩)。杆件的刚度与材料的弹性性能和杆件横截面的几何性质有关,当杆件一定时,其刚度是一个常数。拉(压)杆件的刚度称为抗拉(压)刚度,为拉(压)杆件材料的弹性模量(E)乘以横截面面积(A);圆轴的抗扭刚度为材料的剪切弹性模量(G)乘以横截面的极惯性矩(IP);梁的抗弯刚度为材料的弹性模量(E)乘以横截面的惯性矩(I);梁的抗剪刚度为材料的剪切弹性模量(G)乘以横截面面积(A)。

结构的刚度除与各杆件的刚度有关外,还与结构型式、结构组成和布置有关。提高结构的刚度除选用合适的材料外,其他有效措施是为结构中的杆件选用合理的横截面形状,以及改进结构的型式、布置和支承方式等。

对变形有限制的杆件或结构,为保证其正常工作,即不发生刚度失效,由变形所产生的应变或位移必须不超过规定的容许值,这个条件称为刚度条件。刚度条件也可按概率极限状态设计理论来建立。

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