最新关于断裂的强度理论教学讲义ppt课件.ppt

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1、关于断裂的强度理论第十一章强度理论一为什么需要强度理论及强度理论的概念1、基本变形下强度条件的建立（拉压）（弯曲）（剪切）（扭转）（正应力强度条件）（剪应力强度条件）（2）强度与σx、σy、σz(σ1﹑σ2﹑σ3)间的比例有关σ1=σ2=0　　　σ1=σ2=σ3单向压缩，极易破坏　三向均有受压，极难破坏石材那么，复杂应力状态下的强度条件是什么？怎样建立？模拟实际受力情况，通过实验来建立？不行！！因为(1)复杂应力状态各式各样，无穷多种；(2)实验无穷无尽，不可能完成；(3)有些复杂应力状态的实验，技术上难以实现．怎么办？长期以来，随着生产和实践的发展

2、，大量工程构件强度失效的实例和材料失效的实验结果表明：虽然复杂应力状态各式各样，但是材料在复杂应力状态下的强度失效的形式却是共同的，而且是有限的．无论应力状态多么复杂，材料在常温﹑静载作用下的主要发生两种强度失效形式：一种是断裂，另一种是屈服。两种强度失效形式(1)屈服（流动）：材料破坏前发生显著的塑性变形，破坏断面粒子较光滑，且多发生在最大剪应力面上，例如低碳钢拉、扭，铸铁压。(2)断裂材料无明显的塑性变形即发生断裂，断面较粗糙，且多发生在垂直于最大正应力的截面上，如铸铁受拉、扭，低温脆断等。３、强度理论的概念何谓强度理论？根据材料在不同应力状态下

3、强度失效共同原因的假说，利用单向拉伸的实验结果，建立复杂应力状态下的强度条件，这就是强度理论。第十一章强度理论二常用的强度理论及其相当应力关于断裂的强度理论最大拉应力理论（第一强度理论）最大拉应变理论（第二强度理论）关于屈服的强度理论最大切应力理论（第三强度理论）形状改变比能理论（第四强度理论）莫尔理论1常用的强度理论最大拉应力理论（第一强度理论）无论材料处于什么应力状态,只要发生脆性断裂,都是由于微元内的最大拉应力达到了一个共同的极限值。关于断裂的强度理论123=b最大拉应力理论最大拉应力理论断裂条件强度条件将设计理论中直接与许用应力[σ

4、]比较的量,称之为相当应力σri即局限性：1、未考虑另外二个主应力影响，2、对没有拉应力的应力状态无法应用，3、对塑性材料的破坏无法解释，4、无法解释三向均压时，既不屈服、也不破坏的现象。实验表明：此理论对于大部分脆性材料受拉应力作用，结果与实验相符合，如铸铁受拉、扭。最大拉应变理论（第二强度理论）无论材料处于什么应力状态,只要发生脆性断裂,都是由于微元内的最大拉应变（线变形）达到简单拉伸时材料的极限应变值　。关于断裂的强度理论123最大拉应变理论=b最大拉应变理论断裂条件强度条件实验表明：此理论对于一拉一压的二向应力状态的脆性材料的断裂较

5、符合，如铸铁受拉压比第一强度理论更接近实际情况。即局限性：1、第一强度理论不能解释的问题，未能解决，2、在二向或三向受拉时，似乎比单向拉伸时更安全，但实验证明并非如此。关于屈服的强度理论最大切应力理论（第三强度理论）无论材料处于什么应力状态,只要发生屈服,都是由于微元内的最大切应力达到了某一共同的极限值。123=s屈服条件强度条件实验表明：此理论对于塑性材料的屈服破坏能够得到较为满意的解释。并能解释材料在三向均压下不发生塑性变形或断裂的事实。局限性：2、不能解释三向均拉下可能发生断裂的现象，3、不适用于脆性材料的破坏。1、未考虑的影响，试验

6、证实最大影响达15%。无论材料处于什么应力状态,只要发生屈服,都是由于微元的形状改变比能达到一个共同的极限值。形状改变比能理论（第四强度理论）123关于屈服的强度理论=s屈服条件强度条件无论材料处于什么应力状态,只要发生同一种破坏形式,都是由于同一种因素引起。123r复杂应力状态相当应力状态[]已有简单拉压试验资料强度理论强度条件2.相当应力及其表达式相当应力表达式：例题：已知：铸铁构件上危险点的应力状态。铸铁拉伸许用应力[]=30MPa。试校核该点的强度。解：首先根据材料和应力状态确定破坏形式，选择强度理论。r1=max

7、=1[]其次确定主应力脆性断裂，最大拉应力准则1＝29.28MPa,2＝3.72MPa,3＝0结论：强度是安全的。例题已知：和试写出最大切应力理论和形状改变比能理论的表达式。解：首先确定主应力3＝2212＋42－2＋212＋421＝2＝0对于最大切应力理论r3=1-3=对于形状改变比能理论r4=2＋42=2＋32第十一章强度理论三强度理论的选用1、选用强度理论时要注意：破坏原因与破坏形式的一致性，理论计算与试验结果要接近，一般第一、第二强度理论，适用于脆性材料（拉断）第三、第四强度理论，适

8、用于塑性材料（屈服、剪断）2、材料的破坏形式与应力状态有关，也与速度、温度有关.同一种材料在不同情况下，破坏