材料力学核心内容-强度理论课件.ppt

《材料力学核心内容-强度理论课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、10-5强度理论及其应用第10章应力状态分析和强度理论(Strengthprincipleanditsapplication)主要内容强度理论的概念建立强度理论的思路四种常用的强度理论强度理论的应用举例强度理论的概念引言材料力学研究的三大力学性能：强度、刚度、稳定性。强度问题是最基本、最重要的问题。解决强度问题的关键是建立强度条件。轴向拉压三种基本变形的强度条件扭转弯曲简单应力状态（单轴、纯剪切）根据试验结果直接建立知识回顾基本变形强度条件的特点：简单应力状态（单轴、纯剪切）根据试验结果直接建立提出问题复杂应力状态下如何建立强度条件？强度

2、理论：研究材料在复杂应力状态下破坏规律的科学。概念复杂应力状态的特点：实验装置复杂，较难实现。破坏与三个主应力有关，主应力之间有无数多种比例的组合。建立强度理论的思路简单应力状态下建立强度条件的方法实验复杂应力状态下的强度问题是否可以按照简单应力状态下建立强度条件的方法来解决？问题答案不能，需另辟蹊径建立强度理论的思路：构件破坏的规律：复杂应力状态简单应力状态同一类型的破坏同一因素简单应力状态的试验结果复杂应力状态的强度条件储气罐脆性断裂材料破坏的两种方式：脆性断裂、塑性屈服脆性断裂：材料未产生明显的塑性变形而突然断裂。低碳钢塑性屈服塑性

3、屈服：材料产生了明显的塑性变形并伴有屈服现象。脆性断裂的强度理论：最大拉应力理论、最大线应变理论破坏原因：最大拉应力达到某一极限值。强度条件：1[破坏原因：最大线应变达到某一极限值。强度条件：最大拉应力理论（第一强度理论）最大线应变理论（第二强度理论）四种常用的强度理论塑性屈服的强度理论：最大切应力理论、形状改变比能理论破坏原因：最大切应力达到某一极限值。破坏原因：形状改变比能达到某一极限值。强度条件：强度条件：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）四种强度理论最大拉应力理论最大线应变理论最大切应力理论形状

4、改变比能理论1[脆性断裂塑性屈服*称为复杂应力状态的相当应力｛｝相当应力*的表达式脆性断裂：最大拉应力理论、最大线应变理论最大拉应力理论最大线应变理论应力状态1、两向或三向拉应力状态2、存在有压应力，但最大压应力不超过最大拉应力。双向拉压应力状态下，且压应力超过拉应力值公式形式不包括、三个主应力都包括误差度误差较小误差大，较少使用四种强度理论的比较及适用范围塑性屈服：最大切应力理论、形状改变比能理论最大切应力理论形状改变比能理论应力状态单轴或平面应力状态1、单轴或平面应力状态2、三向压应力状态公式形式不包括三个主应力都包括误差

5、度10%～15%<5%影响因素材料性质工作条件应力状态温度脆性材料塑性材料加载速度影响构件破坏方式的因素应力状态的影响原因：钢球入热油中，外部因骤热而迅速膨胀，内部处于三向拉应力状态。原因:石块处于三向压应力状态。一钢质球体放入沸腾的热油中,将引起爆裂。事例1深海海底的石块，尽管受到很大的静水压力,但不破坏而仅发生塑性变形。事例2塑性材料在三向拉应力作用下会发生脆性断裂。脆性材料在三向压应力作用下会发生塑性屈服。温度的影响：低温脆性脆性断裂脆性材料塑性材料塑性屈服错误材料处于塑性状态或脆性状态。正确在力学、物理、材料科学、地球科学等学科中

6、具有重要意义，是各种工程结构强度计算和设计必须的基础理论。应用历史经典强度理论（19世纪）100多年百花齐放百家争鸣80多种准则（目前）例题1：对于图示各单元体，试分别按第三和第四强度理论求相当应力。120MPa120MPa(a)(b)1004040强度理论的应用举例解：对于图(a)所示的单元体。120MPa120MPa(a)1、求主应力2、求相当应力对于图b所示的单元体(b)10040401、求主应力单元体为平面应力状态x=100，y=40，x=401=120，2=20，3=01=120，2=20，3=02、求相当应力

7、(b)1004040例题2：两端简支的工字钢梁承受载荷如图所示。已知F=750KN，l=4.2m，b=220mm，h1=800mm，t=22mm，d=10mm，Iz=206210-6m4，SC,z=199010-6m3，=170MPa。试按第三，第四强度理论检验危险截面上腹板与翼缘交界处C点的强度。CDABFl/2l/2btth1/2h1/2dCCDABFl/2l/21、作内力图，确定危险截面+375KN-+375KN788KN.m图图作梁的剪力图与弯矩图（右图）中间截面的剪力与弯矩均达到最大值。因此中间截面为危险截面。btth

8、1/2h1/2dC2、求危险截面上C点的应力C点处于平面应力状态（如图）C点的应力状态C点的主应力8.1MPa-161.1MPa1=8.1MPa，2=0，3=-161.1MPaC点的应力