《屈服条件与破坏条》PPT课件

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1、第二章屈服条件(yieldcriteria)2.1屈服条件的概念2.2描述屈服条件的坐标体系2.3屈服条件的研究历史2.4常用的几种屈服条件教师：徐平下载：ftp://202.197.185.21:2007TEL:13733189057图2.1低碳钢的应力应变曲线弹性极限屈服下限屈服上限强度极限强化段软化段弹性变形残余变形卸载◆理想弹塑性力学模型理想弹塑性力学模型亦称为弹性完全塑性力学模型，该模型抓住了韧性材料的主要变形特征。其表达式为：理想线性强化弹塑性力学模型亦称为弹塑性线性强化材料或双线性强化模型。其数学表达式为：◆理想线性强化弹塑性力学模型理想刚塑性力学模型亦称刚性完全塑性力学

2、模型，特别适宜于塑性极限载荷的分析。其表达式为:◆理想刚塑性力学模型理想线性强化刚塑性力学模型，其应力应变关系的数学表达式为：◆理想线性强化刚塑性力学模型◆幂强化力学模型为了避免在处的变化，有时可以采用幂强化力学模型。当表达式中幂强化系数n分别取0或1时，就代表理想弹塑性模型和理想刚塑性模型。其应力应变关系表达式为：强度理论：人们根据大量的破坏现象，通过判断推理、概括，提出了种种关于破坏原因的假说，找出引起破坏的主要因素，经过实践检验，不断完善，在一定范围与实际相符合，上升为理论。材料之所以按某种方式破坏，是应力、应变或应变能密度等因素中某一因素引起的。即无论是简单或复杂应力状态，引起

3、破坏的原因是相同的，与应力状态无关。强度理论回顾构件由于强度不足将引发两种失效形式(1)脆性断裂：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。(2)塑性屈服（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。关于屈服的关于断裂的强度理论：最大拉应力理论和最大伸长线应变理论强度理论；最大切应力理论和最大畸变能密度理论。1.最大拉应力理论（第一强度理论）最大拉应力是引起材料断裂的主要因素。即认为无论材料处于什么应力状态,只要最大拉应力达到简单拉伸时破坏的极限值，就会发

4、生脆性断裂。－构件危险点的最大拉应力－极限拉应力，由单拉实验测得四种常见强度理论及强度条件强度条件铸铁拉伸铸铁扭转2.最大伸长线应变理论（第二强度理论）最大伸长线应变是引起断裂的主要因素。即认为无论材料处于什么应力状态,只要最大伸长线应变达到简单拉伸时破坏的极限值，就会发生脆性断裂。－构件危险点的最大伸长线应变－极限伸长线应变，由单向拉伸实验测得实验表明：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符合，如铸铁受拉压比第一强度理论更接近实际情况。强度条件最大切应力是引起材料屈服的主要因素。即认为无论材料处于什么应力状态,只要最大切应力达到了简单拉伸屈服时的极限值，材料就会发生屈服

5、。3.最大切应力理论（第三强度理论）－构件危险点的最大切应力－极限切应力，由单向拉伸实验测得强度条件实验表明：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。1、未考虑的影响，试验证实最大影响达15%。最大畸变能密度是引起材料屈服的主要因素。即认为无论材料处于什么应力状态,只要最大畸变能密度达到简单拉伸屈服时的极限值,材料就会发生屈服。4.最大畸变能密度理论（第四强度理论）－构件危险点的形状改变比能－形状改变比能的极限值，由单拉实验测得屈服条件强度条件实验表明：对塑性材料，此理论比

6、第三强度理论更符合试验结果，在工程中得到了广泛应用。强度理论的统一表达式：塑性模型三要素屈服条件流动法则硬化规律判断何时达到屈服屈服后塑性应变增量的方向，也即各分量的比值决定给定的应力增量引起的塑性应变增量大小弹塑性计算分析的首要条件判断何时达到屈服2.1.屈服条件的概念2.1.1屈服2.1.2屈服条件2.1.3屈服函数2.1.4屈服曲面2.1.5子午线与π平面上屈服线2.1.1屈服物体受到荷载作用后，随着荷载增大，由弹性状态到塑性状态的这种过渡，叫做屈服。物体内某一点开始产生塑性应变时，应力或应变所必需满足的条件，叫做屈服条件。屈服条件是判断材料处于弹性还是塑性的准则。2.1.2屈服

7、条件Twistandextensiononlytwist屈服点图2.2著名的Taylor-Quinney铜管拉扭屈服试验(1931)2.1.3屈服函数在各向同性的情况下，可以用三个主应力分量或应力不变量表示：一般情况下，屈服条件与应力、应变、时间、温度等有关，而且是它们的函数，这个函数F称为屈服函数。在不考虑时间效应(如应变率)和温度的条件下：2.1.4屈服面在应力空间内屈服函数表示为屈服面。根据不同的应力路径实验，在应力空间将这些屈服点连接起