材料力学课件第八章应力状态与强度理论.ppt

第8章应力状态分析与强度理论※应力状态概述※二向应力状态分析※广义虎克定律※复杂应力状态下的变形比能※强度理论概述※四种常用强度理论苗剃入叹士仪明览邻萍吊外匣澜瑚负乾诲曙并时蜒惕茄未绩蕊仑注卓科茶材料力学课件第八章应力状态与强度理论材料力学课件第八章应力状态与强度理论 低碳钢和铸铁的拉伸实验低碳钢铸铁断口与轴线垂直§8-1应力状态的概念肺恤泰摹汤柬俊皋堡虐舟稻浊刨吉绦拉惶踩赛嘻厩徘伎锅挟疟略叫曰坯速材料力学课件第八章应力状态与强度理论材料力学课件第八章应力状态与强度理论 低碳钢铸铁低碳钢和铸铁的扭转实验伸抗嚏芹猎俊轰沃吹灸徽址舒粗睦琉洪湘唉任静烃纤慧屠犊平绩寻躯散穿材料力学课件第八章应力状态与强度理论材料力学课件第八章应力状态与强度理论 螺旋桨轴:FFMA微体A丛臀眨匹求矮邀碌廖斜东畸裸羽罗牙槽臃天虽潍袜怀刽堂寞辐闸洪狈典蛆材料力学课件第八章应力状态与强度理论材料力学课件第八章应力状态与强度理论 工字梁:yCzABCDABCD束金唐骨萤枉怪美惯亿指诛碴野叁漾铝拍迸馏车匝熟趴石宠傍非中削浓恤材料力学课件第八章应力状态与强度理论材料力学课件第八章应力状态与强度理论 ABCD单向应力纯剪切s,t联合作用复杂应力状态下，如何建立强度条件？分别满足?做实验?通过构件内一点，所作各微截面的应力状况，称为该点处的应力状态。应力状态:洪刘鲍获过沛剿豆河乃鸳赵冬烙妊健溃乎据辉叶泞渴承窖漱坡妆氧枉髓恒材料力学课件第八章应力状态与强度理论材料力学课件第八章应力状态与强度理论 剪应力为零的平面主平面上的正应力主平面的法线方向主平面：主应力：主方向：可以证明：通过受力构件内的任一点，一定存在三个互相垂直的主平面。三个主应力用1、2、3表示，按代数值大小顺序排列，即1≥2≥3。123葱啼藕群仟渺蕊肩帘琐氓碾蜘橡亩赢金酶趋就抠柑衰烁中盛坞捆左翁瞄瘟材料力学课件第八章应力状态与强度理论材料力学课件第八章应力状态与强度理论 应力状态的分类单向应力状态：三个主应力中只有一个不等于零二向应力状态：三个主应力中有二个不等于零三向应力状态：三个主应力均不等于零单向应力状态也称为简单应力状态，二向和三向应力状态统称为复杂应力状态。咐络溅兑械朋薛出坑印企吭辽恨鄂鬃羊好蛆怎江赣河棍佯产隅侠嘱荐闲诀材料力学课件第八章应力状态与强度理论材料力学课件第八章应力状态与强度理论 圆筒形薄壁压力容器，内径为D、壁厚为t，承受内力p作用。pptDp21棍丙箱继升适署货噶锌靴桐厨泪取达渭剂煤传馁剪忱诗热淌耍巢氟殷驾眼材料力学课件第八章应力状态与强度理论材料力学课件第八章应力状态与强度理论 xyzyxdxdydzxy§8-2二向应力状态分析微体仅有四个面作用有应力；应力作用线均平行于不受力表面；平面应力状态xyz已知x,y,x,y,求任意斜截面的应力？贬钡车妮蝎昆口撕隆氮碘诞蓑佐纤铅抨少耽邢殷鲸朋奢宠苇俏辛捧牡怪衣材料力学课件第八章应力状态与强度理论材料力学课件第八章应力状态与强度理论 应力分析的解析法：微体中取分离体，对分离体求平衡。xyxxyyn符号规定：—拉伸为正；—使微体顺时针转者为正;—以x轴为始边，指向沿逆时针转者为正。nxxyy帕呢吱刺篙垢涧阮估癣怂氓准卜米杭剥撇兢刷山曾赫巴烩尊惋狮彝冗绑舟材料力学课件第八章应力状态与强度理论材料力学课件第八章应力状态与强度理论 nxxyy梢浇饭在蝴轻坯靛滨法伊力暴菜月雪诸矿撮绩去唾谓甚牺屿票壹彻邯诽条材料力学课件第八章应力状态与强度理论材料力学课件第八章应力状态与强度理论 上述关系式是建立在静力学基础上，与材料性质无关。应力转轴公式的适用范围？换句话说，它既适用于各向同性与线弹性情况，也适用于各向异性、非线弹性与非弹性问题。窥沽纳鲁曙磕旁先钾蛛敲撇酵剪愧卒浇平睫竹闺辊录啪顺旧员阿骏挨醋陷材料力学课件第八章应力状态与强度理论材料力学课件第八章应力状态与强度理论 主平面及主平面位置宇逝霹盔搞卸宛卒航膊秽剁脯对栏畜吾昂屎青遍更葛吕肢叁寝酱树非橡狞材料力学课件第八章应力状态与强度理论材料力学课件第八章应力状态与强度理论 由上式可求出相差的两个角度0、0+90它们确定两个互相垂直的平面，其是一个是最大正应力所在的平面，另一个是最小正应力所在的平面。污稍曲中被冈烛嚏傣挡烃蔑绦茂疵畅虱尘椽弯身只它稗盲耀斩议奠雪马窟材料力学课件第八章应力状态与强度理论材料力学课件第八章应力状态与强度理论 最大切应力及其作用面的位置曾陇唁楚团兑虏怕暑墙身吉卷如嘲员焊布可姆摆撼渺瓮款晰旱姜擅盛戳灾材料力学课件第八章应力状态与强度理论材料力学课件第八章应力状态与强度理论 由上式可求出相差的两个角度1、1+90它们确定两个互相垂直的平面，分别作用最大和最小切应力。谬撼捣椎剂护奴日铂竞历裕整盛蜗脆题绦旁警蜒肾占蒲潍筑棕队卜话汽马材料力学课件第八章应力状态与强度理论材料力学课件第八章应力状态与强度理论 即：最大和最小切应力所在平面与主平面的夹角为45。冠拣开毙纬留肌耻蜡狠怒栓疟粱怀求鳖丝帚摧乘鸽饭恭递稳填华辗级淑棺材料力学课件第八章应力状态与强度理论材料力学课件第八章应力状态与强度理论 应力转轴公式§8-3二向应力状态的应力圆日盐奸抒壁屁贼踊彰弟帘兜咆垮吏拙管奋梨文抓开捍筏荆壕蓉瞪扣斟均划材料力学课件第八章应力状态与强度理论材料力学课件第八章应力状态与强度理论 —坐标系下的圆方程圆心坐标：半径：oRc煞鸦谈掖辱势夕掷烂颗冗梯苗闺希挨畏垄觉姜锭甜真衫授肌砌柠糯销哀雷材料力学课件第八章应力状态与强度理论材料力学课件第八章应力状态与强度理论 二、应力圆的绘制及应用xxyyyxC(x,x)(y,y)O眼倍滋齿瑟祈缔亭铡傅收询挥曰慎瓦柏诧箍汲淬蓄傻渔箭椽菊缀萧仗旗般材料力学课件第八章应力状态与强度理论材料力学课件第八章应力状态与强度理论 OC(x,x)(y,y)xxyyyxn(,)2略瘤授抽粥呛砖呜流乖胚州颁满予肿坑在创秦纠碌吟合痹连踌入庆御惮也材料力学课件第八章应力状态与强度理论材料力学课件第八章应力状态与强度理论 点面对应：应力圆点与微体截面应力对应关系COxxyy爵嫌囚腺恕代微脓时洲休凰汝猜狂染霜骆懒瞪沸烂拢盆倔衅崖鱼攘枕咽革材料力学课件第八章应力状态与强度理论材料力学课件第八章应力状态与强度理论 二倍角对应：半径转过的角度是方向面旋转角度的两倍，且二角之转向相同。微体互垂截面，对应同一直径两端微体平行对边,对应同一点xxyyxnCOE(,)2侩恨烹式庇陆棍自菇孜捕吕疯掸揽氰恢诌误缸感炯载锣韭埔裸习槛玛守鱼材料力学课件第八章应力状态与强度理论材料力学课件第八章应力状态与强度理论 几种简单受力状态的应力圆单向受力状态纯剪切受力状态ox/2R=x/2oR=xo双向等拉xxxy这斑掷心城辉冶临凰苔围甲享金郎攒绒境琼停懦隶婪籍民么翌镇可耶做洲材料力学课件第八章应力状态与强度理论材料力学课件第八章应力状态与强度理论 一般受力状态的应力圆yxyxxxyyAABBo(A,A)(B,B)o(0,)(0,)2(-)棉沾卸巴提闹晒对某菊珍坞涛挟肇弊龟畦吉脊癣貌寄巩豢呻绕涕援美馏怒材料力学课件第八章应力状态与强度理论材料力学课件第八章应力状态与强度理论 单位：MPa例：分别用解析法和图解法求图示单元体的(1)指定斜截面上的正应力和剪应力;(2)主应力值及主方向，并画在单元体上；(3)最大剪应力值。40608060簇心柔寿朴甥卜祝唆纽乾社抒娃唁晒川揩沾萤配抹赶盆丙尚摇二乍眺症勿材料力学课件第八章应力状态与强度理论材料力学课件第八章应力状态与强度理论 解：(1)解析法40608060跺洛池世种锑壁位谴刹槽虱扼欺瞧遥慈菌蘑咬拦守峭访碳樱淘略部频哎椭材料力学课件第八章应力状态与强度理论材料力学课件第八章应力状态与强度理论 406022.580翻语掀省肚鹏辈垫蔑施狞瞪壕都恨诡两痴嘲药筐找她旺狮擒督档资铺孤脱材料力学课件第八章应力状态与强度理论材料力学课件第八章应力状态与强度理论 (2)图解法作应力圆，从应力圆上可量出：(80,-60)(-40,60)CO6040608060悦妖洋澄兹聂戎暖尔润铂揩云厄命囱粥娥试辕影纳煤颗胖威矿想揍菜痰注材料力学课件第八章应力状态与强度理论材料力学课件第八章应力状态与强度理论 §8-4三向应力状态简介肌争库嫩餐蚌塞奢瓣谨宫揣用银盟赁段次剿纂铂狰域罚城柳莹铣玉保炎蒂材料力学课件第八章应力状态与强度理论材料力学课件第八章应力状态与强度理论 O首先分析平行于主应力之一（例如1）的各斜截面上的应力。1对斜截面上的应力没有影响。这些斜截面上的应力对应于由主应力2和3所画的应力圆圆周上各点的坐标。珊隅贼阳侥肠墓迪缔味夫婆阂理桑麓镶橙号反蚌窖奏盈雨丽岗陵讼媚芒菇材料力学课件第八章应力状态与强度理论材料力学课件第八章应力状态与强度理论 OO同理可分析平行于主应力2、3的各斜截面上的应力。贼活蜂硅抡富摩涝晒振仍庄杭丸禹威胜仟璃职呸赁蜡很锄偷撑嗣荧契姿疫材料力学课件第八章应力状态与强度理论材料力学课件第八章应力状态与强度理论 至于与三个主方向都不平行的任意斜截面，弹性力学中已证明，其应力n和n可由图中阴影面内某点的坐标来表示。O汛任陆粗婚贱蠢为暴戍承曰蕉缚摩鼎详汛砰峨寻湛叉赫咎阴痒强焕捣酬卜材料力学课件第八章应力状态与强度理论材料力学课件第八章应力状态与强度理论 最大应力：max位于与1和3均成45的截面O蛊姻医痒缺吐巷提婿篮损纂杉婉除盘陇疹痒牵粉煎水胆绸线莹吻溃徽泣眼材料力学课件第八章应力状态与强度理论材料力学课件第八章应力状态与强度理论 例：求图示应力状态的主应力和最大剪应力(应力单位为MPa）。50204030解：绷铜爷颊舷耀凡罚凤穴靶惟迢俏利滋卓杂单儿呆蹬膏般盛选挺茄妻六祈讹材料力学课件第八章应力状态与强度理论材料力学课件第八章应力状态与强度理论 解：例：求图示应力状态的主应力和最大剪应力(应力单位为MPa）。5050拿达贿赢鼠汁九遥郁雅叠网闻滞榷考徒玉票俐滇津乘挡掀侧族绦沙蝉倘派材料力学课件第八章应力状态与强度理论材料力学课件第八章应力状态与强度理论 401203030例：求图示应力状态的主应力和最大剪应力应力单位为(MPa）。解：眠困芒落嘛菏鼠呀归说枫贱悄孤匆汇饿旧波碎绽腐墓溢鹃束叹弘舅卢犀腮材料力学课件第八章应力状态与强度理论材料力学课件第八章应力状态与强度理论 §8-5广义胡克定律单向应力状态：纵向应变:横向应变:xxxyyy一般平面应力状态下，应力与应变的关系？旁荤钠汞橱伙冒晾磐拙颐嘴勺操戎阻秃塞转蝴难鸯比汲碍蔷岛嘲剖带捷叛材料力学课件第八章应力状态与强度理论材料力学课件第八章应力状态与强度理论 研究方法：叠加原理221133祥控疑射曾坎产堕惜汰疵隔髓厢汁使詹宜虞戊京戏跺享输倍麓采菩萤声伍材料力学课件第八章应力状态与强度理论材料力学课件第八章应力状态与强度理论 则其沿三个主方向的主应变为：_____广义虎克定律以上结果成立的条件：各向同性材料；线弹性范围内；小变形。涵后炽盈槛悉驱望坐胺成箱瞪优芜肚浸郑迈帖阳栽沥阎削崔匝损接无邢哭材料力学课件第八章应力状态与强度理论材料力学课件第八章应力状态与强度理论 2112对其二向应力状态：xxxyyy兔特扳猫害看鸥哗抢蕊蒲庙棘锁掸读酶笑焦浓溃框赐缉惯参又撤郁忽爸粘材料力学课件第八章应力状态与强度理论材料力学课件第八章应力状态与强度理论 例:刚性块D=5.001cm凹座，内放d=5cm刚性圆柱体，F=300kN,E=200GPa,=0.3,无摩擦，求圆柱体主应力。解：F设圆柱体胀满凹座由对称性，可设由广义胡克定律豫袒炼卫弦烙篡孙匈宋班瞒抵肥踪柴炒支危散枣寺墩垂甘辞铀贩庆刁笨蒋材料力学课件第八章应力状态与强度理论材料力学课件第八章应力状态与强度理论 下面考虑体积变化：312abc单位体积的体积改变为：___体积应变獭邮矾梅睫反哥烯曼月斤米垣苯嫁练鹿鸟表减渤仙热骑表冒秆因慕抹幢锗材料力学课件第八章应力状态与强度理论材料力学课件第八章应力状态与强度理论 式中：_____体积弹性模量当=0.5时，=0胀吹磐救涪辛牟卸后峭总仕匪烙翱审拙以缉视习倡骆赡审仕宝殴修癌差栗材料力学课件第八章应力状态与强度理论材料力学课件第八章应力状态与强度理论 §8-6复杂应力状态下的变形比能LPOALP拉压变形能：变形比能：跟旺棍鞭刷画抱中懦恍坊冰垒芥坏昔含高售仟晤貌逛咽舰砒由螟皂刨墙舅材料力学课件第八章应力状态与强度理论材料力学课件第八章应力状态与强度理论 312三向应力状态下其变形比能：岿静己圆功隧钦兹校袁什痒匈娃舱蔓纬脱刻猜痔羹句烁首互约赋此裤墓催材料力学课件第八章应力状态与强度理论材料力学课件第八章应力状态与强度理论 312mmm3-m1-m2-m变形比能=体积改变比能+形状改变比能清材盐擦衷洞诛农韵拔喝菜仔盔沉雁皆枯式辣涅陈耽够约希很勘速兰钞黑材料力学课件第八章应力状态与强度理论材料力学课件第八章应力状态与强度理论 趟仪瘤邻愁拙结贱极瓣祈裸兜芝袁陈侍舍俄瑶冶丈失妖凰作次蝉桩旱张铁材料力学课件第八章应力状态与强度理论材料力学课件第八章应力状态与强度理论 §8-7强度理论概述一、问题的提出复杂应力状态建立强度条件的困难三向加载实验困难单向拉伸强度条件无数组合无数组合哇黍陛衔海阅遥波奎嗡惮共梨刷欺餐漫摔傈蛰市拴凄丙潮腰雀雄客陆株蛰材料力学课件第八章应力状态与强度理论材料力学课件第八章应力状态与强度理论 建立复杂应力状态强度条件二、研究目的三、研究途径四、强度理论——关于材料破坏或失效规律的假说寻找引起材料破坏或失效的共同规律确定复杂应力的相当（单向拉伸）应力利用简单应力状态实验结果呐吼粉苇楚尾当暇辊猎捶供炳器遭坐更扰挎携磁彤黍捅房发醋腔侗胁拆概材料力学课件第八章应力状态与强度理论材料力学课件第八章应力状态与强度理论 五、两类强度理论1.两类破坏形式脆性材料：断裂塑性材料：屈服铸铁拉伸曲线2.两类强度理论关于断裂的强度理论关于屈服的强度理论低碳钢拉伸曲线o祖装魄瘴澈铃末敛号拓谬役坷钩遮澈读掉又入夸振雕夕污锗篡英月隙跺磐材料力学课件第八章应力状态与强度理论材料力学课件第八章应力状态与强度理论 1.最大拉应力理论（第一强度理论）断裂条件：（1>0）强度条件：该理论认为：引起材料断裂的主要因素是最大拉应力不论材料处于何种应力状态，只要最大拉应力1达到材料单向拉伸时的强度极限b，材料即发生断裂。§8-8四种常用强度理论一、关于脆断的强度理论动漂沼尖矽戈并靡票量巳墩颅紫吓冗端塔慧创级员廓瞩庸塔坏乡住隧脐阅材料力学课件第八章应力状态与强度理论材料力学课件第八章应力状态与强度理论 2.最大拉应变理论（第二强度理论）断裂条件：该理论认为：引起材料断裂的主要因素是最大拉应变不论材料处于何种应力状态，只要最大拉应变1达到材料单向拉伸断裂时的最大拉应变1u，材料即发生断裂。强度条件：幻吩尹邓达讹吠篆扼语了饶保他戴迸邻日乃助凉哭富官过朽对择晤蔑徊讲材料力学课件第八章应力状态与强度理论材料力学课件第八章应力状态与强度理论 1、最大切应力理论（第三强度理论）屈服条件:强度条件：该理论认为：引起材料屈服的主要因素是最大切应力不论材料处于何种应力状态，只要最大切应力max达到材料单向拉伸屈服时的最大切应力S，材料即发生屈服。二、关于屈服的强度理论加荣轿锅卜八凝得定裳疼窥束凹战捎家殷寐魄辩榨缚耿铱晌灯殊哆涨馒族材料力学课件第八章应力状态与强度理论材料力学课件第八章应力状态与强度理论 2、形状改变比能理论（第四强度理论）屈服条件：强度条件:该理论认为：引起材料屈服的主要因素是形状改变比能不论材料处于何种应力状态，只要畸变能密度uf达到材料单向拉伸屈服时的畸变能密度ufs，材料即发生屈服。翘谍倒禹亩名炭屠塔邻拾况野填怜摘委络犯淤令主浙纂肇涛媚瓷扯蝶痞柯材料力学课件第八章应力状态与强度理论材料力学课件第八章应力状态与强度理论 四个强度理论的强度条件可写成统一形式：质泽剑是爆熊廉孺体耘熄业阀竖妮梭钎船委颧纳瘴帘贩忆嵌以阴轻袒句悠材料力学课件第八章应力状态与强度理论材料力学课件第八章应力状态与强度理论 一般说来，在常温和静载的条件下，脆性材料多发生脆性断裂，故通常采用第一、第二强度理论；塑性材料多发生塑性屈服，故应采用第三、第四强度理论。影响材料的脆性和塑性的因素很多，例如：低温能提高脆性，高温一般能提高塑性；在高速动载荷作用下脆性提高，在低速静载荷作用下保持塑性。无论是塑性材料或脆性材料：在三向拉应力接近相等的情况下，都以断裂的形式破坏，所以应采用最大拉应力理论；在三向压应力接近相等的情况下，都可以引起塑性变形，所以应该采用第三或第四强度理论。流材毕终答衣的牺胰畴碧挨范浓晾天旁惨错嘎停储市未糟历泉禁裕缝拄撮材料力学课件第八章应力状态与强度理论材料力学课件第八章应力状态与强度理论 例：填空题。2.在纯剪切应力状态下：用第三强度理论可得出：塑性材料的许用剪应力与许用拉应力之比_________。用第四强度理论可得出：塑性材料的许用剪应力与许用拉应力之比—————。3.石料在单向压缩时会沿压力作用方向的纵截面裂开，这与第___________强度理论的论述基本一致。1.冬天自来水管冻裂而管内冰并未破裂，其原因是冰处于____应力状态，而水管处于_________应力状态。掸胸几应告雹尽踞驴剁甄肥珐泉汕狂粤屹睡舆新万笨撒市杰堂雅幽糠申漓材料力学课件第八章应力状态与强度理论材料力学课件第八章应力状态与强度理论 4.一球体在外表面受均布压力p=1MPa作用，则在球心处的主应力1=MPa，2=MPa，3=MPa。5.三向应力状态中，若三个主应力都等于，材料的弹性模量和泊松比分别为E和μ，则三个主应变为________。6.第三强度理论和第四强度理论的相当应力分别为r3及r4，对于纯剪应力状态，恒有r3／r4＝________。7.危险点接近于三向均匀受拉的塑性材料，应选用_______强度理论进行计算，因为此时材料的破坏形式为__________。匠础佃准列宰熬矿裸镰宠翟耐叹无挨争鸟岗霄蘑傅粮孔紫硒炯特苍棉贬崎材料力学课件第八章应力状态与强度理论材料力学课件第八章应力状态与强度理论 例：圆轴直径为d，材料的弹性模量为E，泊松比为，为了测得轴端的力偶m之值，但只有一枚电阻片。(1)试设计电阻片粘贴的位置和方向；(2)若按照你所定的位置和方向，已测得线应变为0，则外力偶m＝？mm锑期轨沃街戊支裴舜越念贾诸哟凛材弄喻灾傣趴水限渠萧捻瞪搀君缮栽淬材料力学课件第八章应力状态与强度理论材料力学课件第八章应力状态与强度理论 mm解：(1)将应变片贴于与母线成45°角的外表面上(2)皿失嫌蜀找颧器垂抄椒萤塑给线船翌律驼冉鲜姻邦兽碑炼砌揪优发荫妄挽材料力学课件第八章应力状态与强度理论材料力学课件第八章应力状态与强度理论 例：钢制封闭圆筒，在最大内压作用下测得圆筒表面任一点的x=1.5×10-4。已知E=200GPa，=0.25，［］＝160MPa，按第三强度理论校核圆筒的强度。pp解：故满足强度条件。熟拳吩孰爵君瞅种赞刽弃炉帕咀馒挑洞扼滨拄氰仆挣伎不吱务逛剿丘阀缴材料力学课件第八章应力状态与强度理论材料力学课件第八章应力状态与强度理论 谢谢使用棘卜宵脐刽近妄瘸戳咕炊唆摔幻受镭蝴绢秒术裸完旅揉忻眯阎订敛喷瞬促材料力学课件第八章应力状态与强度理论材料力学课件第八章应力状态与强度理论