2.1.1　弹性变形性能指标

通过学习《材料力学》我们知道，应力分为正应力和切应力，正应力引起正应变，切应力引起切应变。当正应力大于某个临界值时开始发生永久变形，如图2-1所示，这个临界值称为弹性极限，用R_e表示。弹性极限是不发生永久变形的最大应力。与R_e对应的应变用ε_e表示，称为弹性。而就是正弹性模量，简称弹性模量。工程上弹性模量被称为材料刚度，表征材料对弹性变形的抗力，其值越大，则在相同应力下产生的弹性变形就越小。机器零件或构件的刚度与材料刚度不同，它除与材料刚度有关外，尚与截面尺寸、形状和载荷作用方式有关，但无论如何变化，零构件的刚度与材料刚度成正比。

图2-1　拉伸应力-应变曲线

从不发生永久变形考虑，所选材料的弹性极限应大于设计应力，否则，将发生永久变形；从允许的最大变形量考虑，所选材料的材料刚度也不能小于某个临界值，这个临界值不仅与应力有关，还与零构件的具体形状尺寸有关。所以，当材料一定时，提高零构件刚度只能通过零构件的结构设计来实现。如螺旋弹簧、板簧的设计是为了减小其刚度，从而实现弹性变形的极大化，储存更多能量。而角钢、丁字钢、工字钢等则是为了提高其刚度，达到减轻重量和节省材料的目的。