Жесткость – способность системы сопротивляться действию внешних нагрузок с наименьшими деформациями. Для машиностроения жесткость – способность системы сопротивляться действию внешних нагрузок с деформациями, допустимыми без нарушения работоспособности системы.
Работоспособность конструкции определяется жесткостью в не меньшей (а иногда и в большей) степени, чем прочностью. Повышенные деформации могут нарушить работоспособность конструкции задолго до возникновения напряжений опасных для прочности. При повышенных деформациях нарушается равномерное распределение нагрузки, что приводит к сосредоточению усилий на отдельных участках деталей. В результате появляются местные высокие напряжения, значительно превосходящие величину номинальных напряжений.
В корпусах с недостаточной жесткостью нарушается взаимодействие расположенных в них механизмов, повышается износ подвижных сочленений. При недостаточной жесткости валов и опор зубчатых передач происходит неправильное зацепление колес, приводящее к быстрому износу зубьев. Недостаточная жесткость цапф и опор подшипников скольжения приводит к повышению кромочного давления, появлению очагов полужидкостного и полусухого трения, перегрев и заедания. Не достаточная жесткость неподвижных соединений, при динамических нагрузках приводит к фрикционной коррозии, наклепу и свариванию поверхностей.
Исходя из вышеизложенного следует что конструктор, проектируя должен выполнять не только прочные конструкции, но и жесткие. И зачастую применение равнопрочных, наиболее выгодных по массе конструкций, вызывает увеличение деформаций в них. Так как равнопрочные конструкции наименее жесткие. К тому же нередки случаи недооценки величины усилий, действующих на конструкцию. Например, при расчете получают небольшие величины рабочих усилий, а фактически же неожиданно возникают нагрузки, приводящие к поломкам и выходу из строя. Эти нагрузки могут быть вызваны неточностями монтажа, деформацией недостаточно жестких элементов конструкции, остаточными деформациями, деформациями от перетяжки крепежных элементов и другими факторами, не учитываемыми при расчетах.
Величину деформаций можно определить расчётным путем только в простейших случаях, методами сопротивления материалов и теории упругости. В большинстве случаев детали не поддаются расчету, а их сечения обусловлены условиями изготовления, либо имеют сложную конфигурацию, затрудняющую определение напряжений, а соответственно и величины деформаций. В таких случаях приходиться прибегать к моделированию, эксперименту, опыту имеющихся аналогичных конструкций. Даже современные CAD программы среднего и тяжелого уровня, при постоянно совершенствующихся методах расчетов, дают лишь приблизительное представление о возникающих напряжениях и деформациях. И полагаться на результаты этих расчетов нельзя. Опытный конструктор, зная направление и величину действующих усилий, оценивает более или менее правильно величину деформаций, выявляет слабые места и, пользуясь разнообразными приемами, увеличивает жесткость, компонуя рациональную конструкцию.