材料力学课件15.第8章-强度理论-.pdf

哈尔滨工业大学本科生课第8章强度理论§8.1强度理论的概念§8.2断裂准则——第一、第二强度理论§8.3屈服准则——第三、第四强度理论 哈尔滨工业大学本科生课§8.1强度理论的概念 §8.1强度理论的概念1、基本变形下强度条件的建立FN,maxmax[]（拉压）A（正应力强度条件）Mmaxmax[]（弯曲）Wz*FSsz[]maxbIz（剪切）Fs[]（切应力强度条件）maxATmaxmax[]（扭转）Wt §8.1强度理论的概念式中[],为极限正应力n（通过试验测定）为极限切应力[]n基本变形下的强度条件为什么可以这样建立？因为(1)构件内的应力状态比较简单（简单应力状态）单向应力状态纯剪应力状态(2)分别采用单向拉压和扭转试验装置可比较容易地测定这两种简单状态时的应力极限值 §8.1强度理论的概念1、基本变形下强度条件的建立FN,maxmax[]（拉压）A（正应力强度条件）Mmaxmax[]（弯曲）Wz单向应力状态由单向拉压实验==》测定正应力极限值 §8.1强度理论的概念1、基本变形下强度条件的建立*FSsz[]maxbIz（剪切）Fs[]（切应力强度条件）maxATmaxmax[]（扭转）Wt纯剪应力状态由扭转实验==》测定切应力极限值 §8.1强度理论的概念2、复杂应力状态下的强度条件是什么？怎样建立？yyxx它的强度条件是：σ≤[σ]、σ≤[σ]吗？xyτ≤[τ]、τ≤[τ]xy不是！实践证明：(1)强度与σ、τ均有关，相互影响 §8.1强度理论的概念例：易剪断不易剪断易动不易动 §8.1强度理论的概念（2）强度与σσ、σ、ττ和τ间的比例有关x、yzx、yz与(σ﹑σ﹑σ)间的比例有关12311石材321σ=σ=0σ=σ=σ23123单向压缩，相对易破坏三向均有受压，极难破坏 §8.1强度理论的概念那么，复杂应力状态下的强度条件是什么？怎样建立？模拟实际受力情况，通过实验来建立？不行！！因为(1)复杂应力状态各式各样，无穷多种；(2)实验无穷无尽，不可能完成；(3)有些复杂应力状态的实验，技术上难以实现．怎么办？无论应力状态多么复杂，材料在常温﹑静载作用下的主要发生两种强度失效形式：脆性断裂塑性屈服 §8.1强度理论的概念两种强度失效形式(1)塑性屈服材料破坏前发生显著的塑性变形，破坏断面粒子较光滑，且多发生在最大切应力面上，例如低碳钢拉、扭。(2)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、扭等。 §8.1强度理论的概念强度理论？根据材料在不同应力状态下失效的共同原因，所做出的一些假说。强度理论的任务？根据强度理论，利用单向拉伸的实验结果，建立复杂应力状态下的强度条件 哈尔滨工业大学本科生课§8.2断裂准则——第一、第二强度理论 §8.2断裂准则1.最大拉应力理论（第一强度理论）材料发生脆性断裂的主要因素是最大拉应力达到极限值01－构件危险点的最大拉应力100－极限拉应力，由单向拉伸实验测得b断裂条件1bb强度条件1n §8.2断裂准则2.最大拉应变理论（第二强度理论）无论材料处于什么应力状态,只要发生脆性断裂,都是由于最大拉应变（线变形）达到极限值导致的。011－构件危险点的最大拉应变1[1(23)]/E0－极限拉应变，由单向拉伸实验测得0b/E1断裂条件b[()]123EE即()123bb强度条件1(23)[]n 哈尔滨工业大学本科生课§8.3屈服准则——第三、第四强度理论 §8.3屈服准则3.最大切应力理论（第三强度理论）无论材料处于什么应力状态,只要发生塑性屈服,都是由于最大切应力达到了某一极限值。0maxmax－构件危险点的最大切应力()/2max1300－极限切应力，由单向拉伸实验测得/2s屈服条件sss-=13ss强度条件13ns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。 §8.3屈服准则4.形状改变比能理论（第四强度理论）无论材料处于什么应力状态,只要发生屈服,都是由于单元体的最大形状改变比能达到一个极限值。强度条件实验表明：对塑性材料，此理论比第三强度理论更符合试验结果，在工程中得到了广泛应用。 §8.3屈服准则强度理论的统一表达式：[]rr——相当应力[]r11[]r313()[]r2123 §8.3屈服准则问题2B点（正应力和剪应力均较大）处应力该如何校核？梁弯曲的强度条件：*MFSmaxsmax,.maxmaxWIbzzqzCDBBlB