为了评价不同截面形状对刚度的影响，采用刚度质量系数（记作SME）作为评价标准，其表达式为：

SME=k/m

式中：k为结构的等效刚度，m为结构质量。

可见SME值越高结构单位质量所具有的刚度值越高结构刚度特性也就越好。下面采用Hyperworks软件中的Radioss模块进行有限元分析，说明不同截面参数对结构刚度质量系数的影响。

1.1 模型

所使用模型如下图所示，材料弹性模量E=2.1E5MPa，剪切模量G=8.1E4MPa，材料密度为RHO=7.9E-9t/mm³。样件长500mm，两端固定，在中间施加力或力矩，其中力F=500N，力矩M=20N·mm，模型如下图所示：

样件结构参数如下表所示。

1.2 有限元计算

采用有限元进行分析结果如下：

弯曲变形（由左到右，由上到下依次为原始样件、对比一、对比二、对比三）

由刚度质量系数的定义式：SME=k/m（k为等效弯曲或扭转刚度）可得弯曲刚度质量系数计算表达式为：

SMEB=F/(p*m)

其中p为在力的作用下力的作用点处的最大位移，m为构件质量。

按上式计算出简支梁构件的弯曲刚度质量系数如下表所示。

1.3 结论
增加矩形梁的截面高度能够显著增加梁的弯曲刚度质量系数，增加梁的截面宽度和材料厚度对梁的弯曲刚度质量系数没有显著影响，而当材料厚度达到一定数值时，会使梁的弯曲刚度质量系数产生负增长。
参考文献：
【1】韩啸等，《车身薄壁梁结构刚度特性的仿真研究》