资源描述：
《材料失效准则详解》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、材料失效准则详解Chapter2材料失效理論(MaterialFailureTheories)資料來源1.吳嘉祥等譯，，第八版，高立圖書有限公司，台北縣，2006,2.PersonEducationInc.,UpperSaddleRiver,NewJersey,2006.1.[1]延性材料(DuctileMaterials)材料受力延長量（應變）可達5%（或以上）材料對滑動（Slip）Z阻抗＜對斷裂（Fracture）之阻抗MaterialFailure（材料失效）因降伏（Yielding）而發生,此時應
2、力到達YieldingStress（降伏強度或YieldingStrength）多數延展性材料：yield拉伸yield壓縮脆性材料（BrittleMaterials）材料受力伸長量無法達到5%,（材料在應變到達5%前即已失效）材料的斷裂阻抗V滑動阻抗MaterialFailure因斷裂而發生,此時應力到達UltimateStress（極限強度或UltimateStrength）多數脆性材料：u拉伸u壓縮2.[1](a)(Max.NormalStressFailureTheory)二〉若不符合以下三個不等
3、式關係中任何一個，即為Failureypi(la)(lb)(lc)上式中，1,2,3為主應力（PrincipleStress）,下標t代表tension（拉伸）、下標c代表compression（壓縮），其他符號:•上式應用於延性材料2-1Sypt：拉伸降伏強度、Sypc：壓縮降伏強度、Nfs：安全係數•應用於脆性材料Sypt改為Sut（拉伸極限強度）、Sypc改為Sue（壓縮極限強度）、Nfs：安全係數U=應力所做Z功二內力所做Z功zxdV,dVxdydz2(b)應變能(StrainEnergy)常用U
4、代表之。1Uxxyyxyyzzxdx,dy,dz為物體內一個小立方體Z尺寸,dv為此小立方的體積,故dv二dxdydz若以主應力來計算:U1221223-22313dxdydz2E定義：單位體積的應變能為匕故u故uUdv!221223-21223312E若物體在（1,2,3三個主應力方向中的）單一軸向受力試驗中，則在發生Failure時的單位體積應變能為Uyp12SypSyp：在單軸向測試中發生Failure時之應力強度2Eyp加上安全係數Nfs因素後：*若UU亦即，*若滿足er：+cr；+b；-2v(<
5、7(r2+<72cr3+cr3(T
6、N氐lSyP2(),/則;74代發生Fa订ure,2ENfs(2)I則不會因應變能過高而Failure,(未達因應變過高而FailureZ條件)(b)onMises-Hencky理論)2-2畸變能(DistortionEnergy),ud,乂稱剪應變能(Shear-StrainEnergy)單位體積應變能(u)二單位體積應變能(uv)+單位剪應變能(ud)123主應造成髏積應變Z(syZ丿應力剪應力VVV'1'2'3定義v1123，而與ov對應的應變為3,av3造成之應
7、變能(uv)為：131v=3vv.123v1+24-3.2232312232uvvv26Euv附註：上式中代表浦松比，下標v代表騁•積。122122321223312E1222uuuAdv1231223313E但u(3a)在材料測試中，僅(1,2,3三個主應力方向中的)單一軸向受力，若軸向應力強度達Syp時，發生Fa订ure,此時的畸變能為udyp1S2(3b)yp3E由3a與3b兩式可做以下結論：若要求不因剪應變能(畸變能)過高，而造成Failure,需有以下條件221223-12-23-31S2yp若
8、再加入安全係數Z考量，則不發生FailureZ條件為：(3)(b)乂稱Tresca~Guest2-3Theory)物鹘內部最人剪應力超過單•軸向試驗發生Failure時的主剪應力，即稱發生阳订ure.・參見筆記第1-7頁根據。ij(亦即。xx,oyy,ozz,xy,yz,zx)可求出該應力狀態下的主應力ol,o2,o3,及最大剪應力Tmdx若。1,02,三個主應力維持關係，貝I」-max13(4a)2Tresca-GuestFailure理論，同時預測，單軸向應力與剪應力關係如下：剪應力降伏強度)對延展性
9、材料-ss亠"g上n,m-7Sys=0.5Syp(4b)tensileyieldstrength(伸張降伏強度)若物體在單軸向試驗發生Failure時的主剪應力為S,但設計安全係數狡定為Nfs,但因有4a與4b二關係式，故當滿足以下關係式時，不發生Fa订ure-SypNfs1-3SypNfs(4)反Z,若不滿足關係式，則發生Failure附註：VonMises-HenckyFailureTheory預測，單軸向應力與剪應力關係
