单辉祖工力14复杂应力状态强度问题

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1、第十四章复杂应力状态强度问题单辉祖：材料力学Ⅰ1第13章复杂应力状态强度问题本章主要研究：关于材料静荷破坏(失效)的理论弯扭与弯拉(压)扭组合强度计算承压薄壁圆筒强度计算单辉祖：材料力学Ⅰ2第13章复杂应力状态强度问题§1引言§2关于断裂的强度理论§3关于屈服的强度理论§4强度理论的应用§5弯扭与弯拉(压)扭组合变形§6矩形截面杆组合变形一般情况§7承压薄壁圆筒强度计算单辉祖：材料力学Ⅰ3§1引言复杂应力状态强度问题材料静荷破坏形式与原因强度理论概说单辉祖：材料力学Ⅰ4复杂应力状态强度问题su,tu－由

2、试验测定单向应力与纯剪切一般复杂应力状态每种比值情况下的极限应力，很难由试验测定本章研究：材料在静态复杂应力状态下的破坏或失效的规律，及其在构件强度分析中的应用单辉祖：材料力学Ⅰ5材料静荷破坏形式与原因塑性材料脆性材料拉扭破坏现象破坏形式与原因初步分析屈服或滑移－可能是tmax过大所引起断裂－可能是st,max或et,max过大所引起断裂断裂断裂断裂单辉祖：材料力学Ⅰ6关于材料在静态复杂应力状态下破坏或失效规律的学说或假说－强度理论目前常用的强度理论：关于断裂的强度理论最大拉应力理论最大拉应变理论关于屈

3、服的强度理论最大切应力理论畸变能理论强度理论概说单辉祖：材料力学Ⅰ7§2关于断裂的强度理论最大拉应力理论最大拉应变理论试验验证例题单辉祖：材料力学Ⅰ8最大拉应力理论-第一强度理论引起材料断裂的主要因素－最大拉应力s1不论材料处于何种应力状态，只要最大拉应力s1达到材料单向拉伸断裂时的最大拉应力s1u（即sb），材料即发生断裂－材料的断裂条件理论要点强度条件s1－构件危险点处的最大拉应力[s]－材料单向拉伸时的许用应力单辉祖：材料力学Ⅰ9最大拉应变理论-第二强度理论不论材料处于何种应力状态，当时

4、,材料断裂－材料的断裂条件理论要点引起材料断裂的主要因素－最大拉应变e1单向拉伸断裂时:单辉祖：材料力学Ⅰ10强度条件s1－构件危险点处的最大拉应力[s]－材料单向拉伸时的许用应力－材料的断裂条件－相当应力或折算应力－第二强度理论的相当应力与复杂应力状态之作用（指受力或变形或能量等）等效的单向应力状态之应力单辉祖：材料力学Ⅰ11试验验证在二向拉伸、以及压应力值超过拉应力值不多的二向拉伸－压缩应力状态下，最大拉应力理论与试验结果相当接近当压应力值超过拉应力值时，最大拉应变理论与试验结果大致相符铸铁二向断裂试验单

5、辉祖：材料力学Ⅰ12例2-1铸铁构件危险点处受力如图,试校核强度，[s]=30MPa宜用第一强度理论考虑强度问题例题解：单辉祖：材料力学Ⅰ13§3关于屈服的强度理论最大切应力理论畸变能理论试验验证单辉祖：材料力学Ⅰ14最大切应力理论-第三强度理论不论材料处于何种应力状态，当时,材料屈服－材料的屈服条件理论要点强度条件s1,s3－构件危险点处的工作应力[s]－材料单向拉伸时的许用应力引起材料屈服的主要因素－最大切应力tmax单辉祖：材料力学Ⅰ15畸变能理论-第四强度理论不论材料处于何种应力状态，当时,

6、材料屈服－屈服条件理论要点强度条件s1,s2,s3－构件危险点处的工作应力[s]－材料单向拉伸时的许用应力引起材料屈服的主要因素－畸变能,其密度为vd单辉祖：材料力学Ⅰ16试验验证最大切应力理论与畸变能理论与试验结果均相当接近，后者符合更好钢、铝二向屈服试验单辉祖：材料力学Ⅰ17§4强度理论的应用强度理论的选用一种常见应力状态的强度条件纯剪切许用应力例题单辉祖：材料力学Ⅰ18强度理论的选用脆性材料：抵抗断裂的能力<抵抗滑移的能力塑性材料：抵抗滑移的能力<抵抗断裂的能力第一与第二强度理论，一般适用于脆性材

7、料第三与第四强度理论，一般适用于塑性材料一般情况全面考虑材料的失效形式，不仅与材料性质有关，且与应力状态形式、温度与加载速率等有关低碳钢,三向等拉，,断裂低碳钢，低温断裂单辉祖：材料力学Ⅰ19一种常见应力状态的强度条件单向、纯剪切联合作用塑性材料：单辉祖：材料力学Ⅰ20纯剪切许用应力纯剪切情况下（s=0）塑性材料:单辉祖：材料力学Ⅰ21例题例4-1钢梁,F=210kN,[s]=160MPa,h=250mm,b=113mm,t=10mm,d=13mm,Iz=5.2510-5m4,校核强度解：1.问题分析危险

8、截面－截面C+单辉祖：材料力学Ⅰ222.smax与tmax作用处强度校核采用第三强度理论危险点：横截面上下边缘；中性轴处；腹板翼缘交界处单辉祖：材料力学Ⅰ233.腹板翼缘交界处强度校核如采用第三强度理论4.讨论对短而高薄壁截面梁,除应校核smax作用处的强度外,还应校核tmax作用处,及腹板翼缘交界处的强度单辉祖：材料力学Ⅰ24§5弯扭与弯拉(