10.强度、刚度和硬度的区别
在《材料力学》中讲到为保证工程结构或机械的正常上作，构件应有足够的能力负担起应当承受的载荷。因此，它应当满足强度、刚度和稳定性的要求。除此之外还有硬度要求，硬度是在载荷作用下，比较各种材料软硬的指标。
在工程应用中强度、刚度和硬度所指的力学性能也不同，以至于经常混淆三者的区别，在区分强度、刚度和硬度之前，先简单了解弹性变形和塑性变形，如下：
弹性变形：当外力去掉后能恢复到原来的形状和尺寸的变形。
塑性变形：当外力去掉后不能恢复到原来的形状和尺寸的变形。
【1】强度
定义：构件或者零部件在外力作用下，抵抗断裂的能力。
公式：σ=F/S，F是作用面上的力，S是面积。
单位：强度的单位为MPa。
案例：起重机钢索被拉断、冲床曲轴折断，储气罐爆破等。
强度是反映材料发生断裂等破坏时的参数，强度一般有屈服强度、抗拉强度、抗压强度等，就是当应力达到多少时材料发生破坏的量。
强度的试验研究是综合性的研究，主要是通过其应力状态来研究零部件的受力状况，以及预测破坏失效的条件和时机。
强度表示木板抵抗断裂的能力
【2】刚度
定义：构件或者零部件在外力作用下，抵抗变形的能力。
公式：k=F/x，F是作用于结构的恒力，x是由于力而产生的形变。
单位：刚度的国际单位是牛顿每米（N/m）。
分类：
静刚度：当所作用的载荷是恒定载荷时，称为静刚度；静刚度主要包括结构刚度和接触刚度。
动刚度：当所作用的载荷是为交变载荷时，则称为动刚度。
案例：齿轮轴变形过大，将造成齿轮和轴承的不均匀磨损，引起噪音。机床主轴变形过大，将影响加工精度。
刚度和弹性模量：
一般来说，刚度和弹性模量是不一样的。弹性模量是物质组分的性质；而刚度是结构的性质。也就是说，弹性模量是物质微观的性质，而刚度是物质宏观的性质。
刚度是指材料或结构在受力时抵抗弹性变形的能力。是材料或结构弹性变形难易程度的表征。材料的刚度通常用弹性模量E来衡量。在宏观弹性范围内，刚度是零件荷载与位移成正比的比例系数，即引起单位位移所需的力。它的倒数称为柔度，即单位力引起的位移。
刚度表示木板抵抗变形的能力
【3】硬度
定义：材料局部抵抗硬物压入其表面的能力称为硬度。
硬度是固体对外界物体入侵的局部抵抗能力，是比较各种材料软硬的指标。由于规定了不同的测试方法，所以有不同的硬度标准。各种硬度标准的力学含义不同，相互不能直接换算，但可通过试验加以对比。
以下为三种主要的硬度定义方式：
刻划硬度（Scratch hardness）
压入硬度（Indentation hardness）
回弹硬度（Rebound hardness，动态硬度dynamic hardness）
硬度是标示材料软硬的数值，和强度是两个概念，硬度根据不同材料和状态级硬度大小以及不同的测试方法有不同的划分标准，分为以下四种测试方法：
①布氏硬度HB
②洛氏硬度HR（A,B,C,F四种）
③维氏硬度HV
④邵氏硬度HW和HA
他们的数值可以在硬度区间有一定的换算关系，但是概念不一样。
硬度不是一个简单的物理概念，而是材料弹性、塑性、强度和韧性等力学性能的综合指标。
