强度与刚度

一根3毫米直径的长直铁丝，用人的力气肯定是拉不断的。但是只要轻轻一用力压，铁丝就会迅速变弯曲。这种拉扯不断，但是一压就会变弯的材料说明：强度够，但是刚度不够。

结构影响刚度

在物理上一般用弹性模量，来表示物体的刚度。刚度不仅和材料有关，还和材料的形状有关。

增加材料刚度的两个办法

第1个办法，扩大材料的外轮廓。

如果比较精确的讲，材料的刚度和材料的惯性距有关系。通俗一点说，就是材料外轮廓尺寸越大材料的刚度越好。一块钢锭压成工字钢形状，就是增加钢材的惯性距，就是增加钢材的刚度。用相同的力，工字钢梁更加不容易弯曲。

把一张纸折成型的目的，就是为了增加纸张的惯性矩

高耸的铁塔为了不易倒塌，就是要扩大外轮廓。

第2个办法，减小材料的长细比。

如果是相同的材料，截面积越大刚度越大。如果截面积不能做大，那就减少它的长细比。自行车上有那么多的辐条，就是用辐条与轮毂外缘的连接来分割轮毂，把一个长的弧形轮廓分割成一小段一小段。

自行车轮上的辐条就是为了分割轮毂弧度，变大弧形为小的短弧度的连接。

古代车轮的几种形式

古人虽然没有很多的材料力学理论知识，但是古人在长期的实践中对事物进行反复的观察，总能找到解决问题的方法。古人做车轮的方法，完全符合材料力学和结构力学。

第1种古代的车轮，多辐条分割车轮外缘，车轮外缘可以做薄。

第2种古代的车轮，车轮的辐条少，但是车轮的外缘很厚。

第3种原始的车轮，懒癌患者直接把厚木板做成圆形当车轮。

因为车轮不仅要有一定的刚度，否则没办法维持形状。车轮还要转动灵活，这就要求它的转动贯量比较小。所以古代的大多数车辆，都是通过辐条，把车轮做成镂空的结构。

古埃及的六辐车轮，如果用古代的材料做，在路上行驶，会让车轮的外缘迅速的失去稳定。如下图所示。

古埃及壁画中的车轮，小编开始以为他们在开玩笑，其实博物馆里真的就是这样的车轮。

古埃及博物馆中的战车

如果一定要把车轮做成，古埃及壁画和博物馆中那样的形式，并且能够在战场上使用，必须彻底改变原来的材料，必须用45号钢或者碳纤维才能做出来，青铜还是免了吧。

电瓶车的6辐条车轮，6辐条只能做很小的车轮