坚不可摧与灵动自如：解码材料力学的双刃剑——强度与刚度

刚度

金属材料的刚度是指材料在受力时抵抗弹性变形的能力，它是衡量材料弹性变形难易程度的指标。刚度通常用材料的弹性模量（Young's Modulus）来表示，弹性模量是指在弹性范围内，单位面积材料在单位应力下的应变值，通常用符号E表示，单位为牛顿每米（N/m），也就是帕斯卡（Pa）。弹性模量越大，表示材料的刚度越大，即材料在受力下的抵抗变形的能力越强。

弹性模量不仅是衡量材料弹性变形能力的指标，它还从微观角度反映了原子、离子或分子之间的键合强度。影响弹性模量的因素包括材料的化学成分、晶体结构、微观组织以及温度等。因此，不同类型的金属材料，其弹性模量值会有所不同，而且同一种材料在不同的处理状态下，其弹性模量也可能有所变化。

强度

钢板的强度则是指其抵抗塑性变形和断裂的能力。强度可以进一步细分为屈服强度、抗拉强度、抗压强度等。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过程中能够承受的最大应力值，而抗压强度则是指材料在压缩过程中能够承受的最大应力值。强度的单位通常是兆帕（MPa），它是衡量材料在受力时抵抗破坏的能力的量度。

刚度与强度的关系

刚度和强度虽然都是衡量材料性能的指标，但它们描述的是不同的物理性质。刚度关注的是材料在弹性范围内的变形行为，而强度关注的是材料在塑性变形甚至断裂前能够承受的最大应力。在实际应用中，设计师会根据结构的具体要求选择合适的材料，并确保材料的刚度和强度满足设计标准，以确保结构的安全性和可靠性。

概括而言，刚度是材料抵抗材料弹性变形的能力，强度是材料抵抗塑性变形的能力。

在成形极限图中，弹性阶段的斜率越大，说明刚度越好，弹性变形阶段结束得越晚，说明强度越好。