材料力学第8章-应力状态.ppt

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1、材料力学－第8章应力应变状态分析引言在前面几章中，讨论了材料的拉伸、压缩、弯曲和扭转问题。其共同特点是：一是材料的危险截面危险点只承受正应力或剪应力二是需要实验直接确定失效时的极限应力，并依此建立强度准则但是，对于工程上的复杂结构危险点同时受正应力和剪应力作用，很难用实验确定极限应力如何分析材料危险受力情况以及极限荷载？材料力学－第8章应力应变状态分析引言应力状态的基本概念平面应力状态应力分析极值应力与主应力应力圆复杂应力状态的最大应力平面应变状态应变分析各向同性材料的应力应变关系应变能计算材料力学－第8章应力应变状态分析应力状态的基本概念1.什么是应力状态？

2、3.描述一点应力状态的方法2.为什么要研究应力状态材料力学－第8章应力应变状态分析应力状态的基本概念应力状态的概念——过一点、在不同方向面上应力的集合，称之为这一点的应力状态（StateoftheStressesofaGivenPoint）。材料力学－第8章应力应变状态分析应力状态的基本概念应力的点的概念—同一截面上不同点的应力各不相同横截面上正应力分析和剪应力分析的结果表明：同一面上不同点的应力各不相同，此即应力的点的概念。FQ横截面上的剪应力分布横截面上的正应力分布FNxMz材料力学－第8章应力应变状态分析应力状态的基本概念应力的面的概念—过同一点不同方向面

3、上的应力各不相同FPFP受力之前,表面的正方形受拉后，正方形变成了矩形，直角没有改变。材料力学－第8章应力应变状态分析应力状态的基本概念应力的面的概念—过同一点不同方向面上的应力各不相同受力之前,表面斜置的正方形受力之前,在其表面画一斜置的正方形；受拉后，正方形变成了菱形。FPFP材料力学－第8章应力应变状态分析应力状态的基本概念应力的面的概念—过同一点不同方向面上的应力各不相同拉杆的斜截面上存在剪应力。材料力学－第8章应力应变状态分析应力状态的基本概念应力的面的概念—过同一点不同方向面上的应力各不相同受扭之前，圆轴表面为正圆。这表明，轴扭转时，其斜截面上存在着

4、正应力。MxMx受扭后，变为一斜置椭圆，长轴方向伸长，短轴方向缩短。这是为什么？材料力学－第8章应力应变状态分析应力状态的基本概念应力的面的概念—过同一点不同方向面上的应力各不相同拉中有剪根据微元的局部平衡材料力学－第8章应力应变状态分析应力状态的基本概念应力的面的概念—过同一点不同方向面上的应力各不相同剪中有拉根据微元的局部平衡MxMx材料力学－第8章应力应变状态分析应力状态的基本概念微元平衡分析结果表明：即使同一点不同方向面上的应力也是各不相同的，此即应力的面的概念。不仅横截面上存在应力，斜截面上也存在应力。应力指明哪一个面上？哪一点？哪一点？哪个方向面？材

5、料力学－第8章应力应变状态分析应力状态的基本概念应力状态的概念——过一点、在不同方向面上应力的集合，称之为这一点的应力状态（StateoftheStressesofaGivenPoint）。材料力学－第8章应力应变状态分析应力状态的基本概念为什么要研究应力状态请看下列实验现象：低碳钢和铸铁的拉伸实验低碳钢和铸铁的扭转实验材料力学－第8章应力应变状态分析应力状态的基本概念低碳钢拉伸实验铸铁拉伸实验韧性材料拉伸时为什么会出现滑移线？材料力学－第8章应力应变状态分析应力状态的基本概念为什么脆性材料扭转时沿45º螺旋面断开？低碳钢扭转实验铸铁扭转实验材料力学－第8

6、章应力应变状态分析应力状态的基本概念为什么要研究应力状态不仅横截面上存在应力，斜截面上也存在应力。不仅要研究横截面上的应力，而且也要研究斜截面上的应力材料力学－第8章应力应变状态分析应力状态的基本概念微元及其各面上一点应力状态的描述dxdydz微元（Element）描述一点应力状态的基本方法材料力学－第8章应力应变状态分析应力状态的基本概念三向（空间）应力状态(Three-DimensionalStateofStresses)yxz材料力学－第8章应力应变状态分析应力状态的基本概念描述一点应力状态的基本方法(PlaneStateofStresses)平面（

7、二向）应力状态xy材料力学－第8章应力应变状态分析应力状态的基本概念描述一点应力状态的基本方法xyxy单向应力状态(OneDimensionalStateofStresses)纯剪应力状态(ShearingStateofStresses)材料力学－第8章应力应变状态分析应力状态的基本概念描述一点应力状态的基本方法三向应力状态平面应力状态单向应力状态纯剪应力状态特例特例材料力学－第8章应力应变状态分析应力状态的基本概念F例：画出图示矩形梁在滑动铰支座右侧横截面内不同点的应力状态Qyz1123455432M材料力学－第8章应力应变状态分析应力状态的基本概念例2：

8、画出图示螺旋桨轴杆表面一