《強(qiáng)度理論教學(xué)》ppt課件

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1、第十一章強(qiáng)度理論一為什么需要強(qiáng)度理論及強(qiáng)度理論的概念二常用的強(qiáng)度理論及其相當(dāng)應(yīng)力三強(qiáng)度理論的選用第十一章強(qiáng)度理論一為什么需要強(qiáng)度理論及強(qiáng)度理論的概念1、基本變形下強(qiáng)度條件的建立（拉壓）（彎曲）（剪切）（扭轉(zhuǎn)）（正應(yīng)力強(qiáng)度條件）（剪應(yīng)力強(qiáng)度條件）式中為極限應(yīng)力為極限應(yīng)力（通過(guò)試驗(yàn)測(cè)定）基本變形下的強(qiáng)度條件為什么可以這樣建立？因?yàn)?1)構(gòu)件內(nèi)的應(yīng)力狀態(tài)比較簡(jiǎn)單單向應(yīng)力狀態(tài)純剪應(yīng)力狀態(tài)(2)用接近這類構(gòu)件受力情況的試驗(yàn)裝置測(cè)定極限應(yīng)力值比較容易實(shí)現(xiàn)。2、復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的強(qiáng)度條件是什么？怎樣建立？它的強(qiáng)度條件

2、是：σx≤[σ]、σy≤[σ]嗎？τx≤[τ]、τy≤[τ]不是！實(shí)踐證明：(1)強(qiáng)度與σ、τ均有關(guān)，相互影響例：易剪斷　　不易剪斷就象推動(dòng)某物一樣：易動(dòng)不易動(dòng)（2）強(qiáng)度與σx、σy、σz(σ1﹑σ2﹑σ3)間的比例有關(guān)σ1=σ2=0σ1=σ2=σ3單向壓縮，極易破壞　三向均有受壓，極難破壞石材那么，復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的強(qiáng)度條件是什么？怎樣建立？模擬實(shí)際受力情況，通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)建立？不行??！因?yàn)?1)復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)各式各樣，無(wú)窮多種；(2)實(shí)驗(yàn)無(wú)窮無(wú)盡，不可能完成；(3)有些復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)的實(shí)驗(yàn)，技術(shù)上難以實(shí)現(xiàn)．

3、怎么辦？長(zhǎng)期以來(lái)，隨著生產(chǎn)和實(shí)踐的發(fā)展，大量工程構(gòu)件強(qiáng)度失效的實(shí)例和材料失效的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：雖然復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)各式各樣，但是材料在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的強(qiáng)度失效的形式卻是共同的，而且是有限的．無(wú)論應(yīng)力狀態(tài)多么復(fù)雜，材料在常溫﹑靜載作用下的主要發(fā)生兩種強(qiáng)度失效形式：一種是斷裂，另一種是屈服。兩種強(qiáng)度失效形式(1)屈服（流動(dòng)）：材料破壞前發(fā)生顯著的塑性變形，破壞斷面粒子較光滑，且多發(fā)生在最大剪應(yīng)力面上，例如低碳鋼拉、扭，鑄鐵壓。(2)斷裂材料無(wú)明顯的塑性變形即發(fā)生斷裂，斷面較粗糙，且多發(fā)生在垂直于最大正應(yīng)力的截面

4、上，如鑄鐵受拉、扭，低溫脆斷等。３、強(qiáng)度理論的概念何謂強(qiáng)度理論？根據(jù)材料在不同應(yīng)力狀態(tài)下強(qiáng)度失效共同原因的假說(shuō)，利用單向拉伸的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，建立復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的強(qiáng)度條件，這就是強(qiáng)度理論。第十一章強(qiáng)度理論二常用的強(qiáng)度理論及其相當(dāng)應(yīng)力關(guān)于斷裂的強(qiáng)度理論最大拉應(yīng)力理論（第一強(qiáng)度理論）最大拉應(yīng)變理論（第二強(qiáng)度理論）關(guān)于屈服的強(qiáng)度理論最大切應(yīng)力理論（第三強(qiáng)度理論）形狀改變比能理論（第四強(qiáng)度理論）莫爾理論1常用的強(qiáng)度理論最大拉應(yīng)力理論（第一強(qiáng)度理論）無(wú)論材料處于什么應(yīng)力狀態(tài),只要發(fā)生脆性斷裂,都是由于微元內(nèi)的最大拉應(yīng)

5、力達(dá)到了一個(gè)共同的極限值。關(guān)于斷裂的強(qiáng)度理論?1?2?3?=?b最大拉應(yīng)力理論最大拉應(yīng)力理論斷裂條件強(qiáng)度條件將設(shè)計(jì)理論中直接與許用應(yīng)力[σ]比較的量,稱之為相當(dāng)應(yīng)力σri即局限性：1、未考慮另外二個(gè)主應(yīng)力影響，2、對(duì)沒有拉應(yīng)力的應(yīng)力狀態(tài)無(wú)法應(yīng)用，3、對(duì)塑性材料的破壞無(wú)法解釋，4、無(wú)法解釋三向均壓時(shí)，既不屈服、也不破壞的現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)表明：此理論對(duì)于大部分脆性材料受拉應(yīng)力作用，結(jié)果與實(shí)驗(yàn)相符合，如鑄鐵受拉、扭。最大拉應(yīng)變理論（第二強(qiáng)度理論）無(wú)論材料處于什么應(yīng)力狀態(tài),只要發(fā)生脆性斷裂,都是由于微元內(nèi)的最大拉應(yīng)

6、變（線變形）達(dá)到簡(jiǎn)單拉伸時(shí)材料的極限應(yīng)變值　。關(guān)于斷裂的強(qiáng)度理論?1?2?3最大拉應(yīng)變理論?=?b最大拉應(yīng)變理論斷裂條件強(qiáng)度條件實(shí)驗(yàn)表明：此理論對(duì)于一拉一壓的二向應(yīng)力狀態(tài)的脆性材料的斷裂較符合，如鑄鐵受拉壓比第一強(qiáng)度理論更接近實(shí)際情況。即局限性：1、第一強(qiáng)度理論不能解釋的問(wèn)題，未能解決，2、在二向或三向受拉時(shí)，似乎比單向拉伸時(shí)更安全，但實(shí)驗(yàn)證明并非如此。關(guān)于屈服的強(qiáng)度理論最大切應(yīng)力理論（第三強(qiáng)度理論）無(wú)論材料處于什么應(yīng)力狀態(tài),只要發(fā)生屈服,都是由于微元內(nèi)的最大切應(yīng)力達(dá)到了某一共同的極限值。?1?2?3

7、?=?s屈服條件強(qiáng)度條件實(shí)驗(yàn)表明：此理論對(duì)于塑性材料的屈服破壞能夠得到較為滿意的解釋。并能解釋材料在三向均壓下不發(fā)生塑性變形或斷裂的事實(shí)。局限性：2、不能解釋三向均拉下可能發(fā)生斷裂的現(xiàn)象，3、不適用于脆性材料的破壞。1、未考慮的影響，試驗(yàn)證實(shí)最大影響達(dá)15%。無(wú)論材料處于什么應(yīng)力狀態(tài),只要發(fā)生屈服,都是由于微元的形狀改變比能達(dá)到一個(gè)共同的極限值。形狀改變比能理論（第四強(qiáng)度理論）?1?2?3關(guān)于屈服的強(qiáng)度理論?=?s屈服條件強(qiáng)度條件無(wú)論材料處于什么應(yīng)力狀態(tài),只要發(fā)生同一種破壞形式,都是由于同一種因素引起

8、。?1?2?3?r復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)相當(dāng)應(yīng)力狀態(tài)[?]已有簡(jiǎn)單拉壓試驗(yàn)資料強(qiáng)度理論強(qiáng)度條件2.相當(dāng)應(yīng)力及其表達(dá)式相當(dāng)應(yīng)力表達(dá)式：例題：已知：鑄鐵構(gòu)件上危險(xiǎn)點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)。鑄鐵拉伸許用應(yīng)力[?]?=30MPa。試校核該點(diǎn)的強(qiáng)度。解：首先根據(jù)材料和應(yīng)力狀態(tài)確定破壞形式，選擇強(qiáng)度理論。?r1=?max=?1?[?]?其次確定主應(yīng)力脆性斷裂，最大拉應(yīng)力準(zhǔn)則??1＝29.28MPa,?2＝3.72MPa,?3＝0結(jié)論：強(qiáng)度是安全的。例題已知：?和?試寫出最大切應(yīng)力理論和形