在實際應用中，經常會遇到零件的剛性要求，通俗來說就是指在某些條件下，材料不能被破壞，或者最大變形不能超過某個值。那從技術指標上看，是用哪些量來衡量？如何利用這些量來判定的呢？
性能判定的概念
首先，在專業參考書上，對性能判定作了以下定義。為了保證工程結構的正常工作，一般需要滿足以下要求：
強度要求：在規定載荷作用下的構件不應破壞
剛度要求：構件應有足夠抵抗變形的能力
穩定性要求：構件應有足夠保持原有平衡形態的能力
其中，變形的基本形式包括拉伸、壓縮、剪切、扭轉和彎曲等。
材料力學性能
根據變形形式的不同，材料的力學性能也不同。以下以拉伸力學性能為例。
一般拉伸應力-應變曲線，通常可以通過拉伸測試得到。那么從應力-應變曲線中，可以獲取哪些信息呢？
首先，材料拉伸可以分為4個階段：即彈性階段-屈服階段-強化階段-局部變形階段。圖中ob為彈性階段，此階段遵循胡克定律，即：
其中，E為拉伸彈性模量（或楊氏模量），b點的應力為彈性極限；bc段為屈服階段，此階段失去了抵抗變形的能力，c點的應力為屈服極限；ce段為強化階段，此階段恢復了抵抗變形的能力，最高點e點的應力為強度極限；ef段為局部變形階段，此階段橫向尺寸會突然急劇減小，直至斷裂。
當然，不是所有的材料都有明顯的4個階段，例如有些脆性材料的屈服階段、強化階段會很小。所以，對于未知材料需要通過測試來獲取這些參數，從而加深對材料的認識。
性能判定原理
在工程實際中，脆性材料在受到一定的力時，變形很小就會斷裂；而塑性材料，在斷裂前還會出現明顯的塑性變形，這些現象都稱之為失效。運用CAE進行強度分析，就是判斷零件在一定的測試條件下是否會失效。
通過以上內容，我們得知脆性材料斷裂時的應力為強度極限σb，塑性材料屈服的應力為屈服極限σs，這兩個參數為構件失效時的極限應力。在工程中會根據材料的不同，考慮不同的安全因數。極限應力與安全因數的比值為許用應力[σ]。為了保證構件能正常工作，其工作應力σ 必須小于許用應力[σ]。
以下為某項目頂蓬局部應力計算結果，已知此材料的屈服強度為7.5MPa，判斷所顯示區域是否有失效風險。
當安全因數為1.5時，此材料的許用應力為5MPa。從圖中可知，橙色和紅色部分的應力大于5MPa。可以判定，這些區域有失效風險。
當前位置：