工程力学-第10章-Bppt课件.ppt

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1、范钦珊教育教学工作室FANQin-ShansEducation&TeachingStudio返回总目录范钦珊教育与教学工作室范钦珊教育与教学工作室Friday,August06,2021返回总目录工程力学(静力学与材料力学)清华大学范钦珊(10B)第二篇材料力学工程力学(静力学与材料力学)应力状态与强度理论及其工程应用(续）第二篇材料力学工程力学(静力学与材料力学)第10章返回总目录什么是“失效”；怎样从众多的失效现象中寻找失效规律；假设失效的共同原因，从而利用简单拉伸实验结果，建立一般应力状态的失效判据，以及相应的设计准则，以保证所设计的工程构件或工程结构不发

2、生失效，并且具有一定的安全裕度。这些就是本章将要涉及的主要问题。失效的类型很多，本章主要讨论静载荷作用下的强度失效。失效与材料的力学行为密切相关，因此研究失效必须通过实验研究材料的力学行为。实验是重要的，但到目前为止，人们所进行的材料力学行为与失效实验是很有限的。怎样利用有限的实验结果建立多种情形下的失效判据与设计准则，这是本章的重点。第10章应力状态与强度理论及其工程应用(续)强度理论概述关于脆性断裂的强度理论关于屈服的强度理论圆轴承受弯曲与扭转共同作用时的强度计算圆柱形薄壁容器强度设计简述结论与讨论（2）强度理论应用举例第10章应力状态与强度理论

3、及其工程应用(续)返回首页返回总目录强度理论概述第10章应力状态与强度理论及其工程应用(续)拉伸和弯曲强度问题中所建立的强度条件，是材料在单向应力状态下不发生失效、并且具有一定的安全裕度的依据；扭转强度条件则是材料在纯剪应力状态下不发生失效、并且具有一定的安全裕度的依据。由这些强度条件可以建立工作应力与极限应力之间的关系。复杂受力时的强度条件，实际上是材料在各种复杂应力状态下不发生失效、并且具有一定的安全裕度的依据。同样可以建立工作应力与极限应力之间的关系。强度理论概述大家知道，单向应力状态和纯剪应力状态下的极限应力值，是直接由实验确定的。但是，复杂应力状态下

4、则不能。这是因为：一方面复杂应力状态各式各样，可以说有无穷多种，不可能一一通过实验确定极限应力；另一方面，有些复杂应力状态的实验，技术上难以实现。大量的关于材料失效的实验结果以及工程构件强度失效的实例表明，复杂应力状态虽然各式各样，但是材料在各种复杂应力状态下的强度失效的形式却是共同的，而且是有限的。强度理论概述大量实验结果表明，无论应力状态多么复杂，材料在常温、静载作用下主要发生两种形式的强度失效：一种是屈服；另一种是断裂。对于同一种失效形式，有可能在引起失效的原因中包含着共同的因素。建立复杂应力状态下的强度失效判据，就是提出关于材料在不同应力状态下失效共同原

5、因的各种假说。根据这些假说。就有可能利用单向拉伸的实验结果，建立材料在复杂应力状态下的失效判据。就可以预测材料在复杂应力状态下，何时发生失效，以及怎样保证不发生失效，进而建立复杂应力状态下的强度条件。本节将通过对屈服和断裂原因的假说，直接应用单向拉伸的实验结果，建立材料在各种应力状态下的屈服与断裂的强度理论。强度理论概述关于脆性断裂的强度理论第10章应力状态与强度理论及其工程应用(续)返回首页返回总目录零件或构件在载荷作用下，没有明显的破坏前兆（例如明显的塑性变形）而发生突然破坏的现象，称为断裂失效（failurebyfractureorrupture）。关

6、于脆性断裂的强度理论关于断裂的强度理论有第一强度理论与第二强度理论。第二强度理论只与少数材料的实验结果相吻合，工程上已经很少应用。关于脆性断裂的强度理论第一强度理论(最大拉应力准则)第二强度理论(最大拉应变准则)关于脆性断裂的强度理论第一强度理论又称为最大拉应力准则（maximumtensilestresscriterion），最早由英国的兰金（Rankine．W．J．M．）提出，他认为引起材料断裂破坏的原因是由于最大正应力达到某个共同的极限值。对于拉、压强度不相同的材料，这一理论现在已被修正为最大拉应力理论。第一强度理论(最大拉应力准则)关于脆性断裂

7、的强度理论根据第一强度理论，无论材料处于什么应力状态，只要发生脆性断裂，其共同原因都是由于微元内的最大拉应力达到了某个共同的极限值。关于脆性断裂的强度理论123=b根据第一强度理论，无论材料处于什么应力状态，只要发生脆性断裂，其共同原因都是由于微元内的最大拉应力达到了某个共同的极限值。关于脆性断裂的强度理论失效判据强度条件123=b根据第一强度理论，无论材料处于什么应力状态，只要发生脆性断裂，其共同原因都是由于微元内的最大拉应力达到了某个共同的极限值。关于脆性断裂的强度理论第二强度理论又称为最大拉应变准则（maximumtensilest

8、rainc