剛度

刚度是材料力学中的名詞，定义为施力与所產生變形量的比值，表示材料或结构抵抗变形的能力。公式記為

$k={\frac {P}{\delta }}$

其中$k$ 表示剛度，$P$ 表示施力，$\delta$ 表示變形量(变形后的长度减去原长或原长减去变形后的长度)。在国际单位制中，刚度的单位为牛/米。一般應用於胡克定律作系統的振動分析。

与弹性的关系

通常, 弹性模量与刚度不同. 弹性模量是材料组成的性质; 刚度是结构的性质. 就是说, 模量是材料的内部性质; 刚度是固体的外延性质,它取决于材料,形状及边界条件. 例如, 对于一个受压或受拉的元素, 其轴向刚度为

$k={\frac {AE}{L}}$

其中

A 为横截面面积；

E 为拉伸弹性模量(杨氏模量),

L 为元素的长度。

类似地, 其转动刚度为

$k={\frac {nEI}{L}}$

其中

I 为惯性矩；

n 是一个依赖于边界条件的整数(对于固端等于4)。

对于无约束单轴受拉或受压的特殊情况，杨氏模量可以被认为是材料刚度的一个测度。

工程学中的应用

结构刚度在许多工程应用当中非常重要, 所以在选择材料的时候，弹性模量是一个经常需要考虑的重要性质。当需要减小挠度时，高弹性模量的材料更适合。但当需要柔韧性时，低弹性模量的材料更满足需求。

相關領域

• 固體力學
• 振動力學
• 連續介質力學