應(yīng)力狀態(tài)分析強(qiáng)度理論組合變形培訓(xùn)課件(.ppt

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1、5.1應(yīng)力狀態(tài)的概述5.2平面應(yīng)力狀態(tài)分析——解析法5.3三向應(yīng)力狀態(tài)簡(jiǎn)介胡克定律5.4強(qiáng)度理論簡(jiǎn)介5.5組合變形的強(qiáng)度計(jì)算第五章應(yīng)力狀態(tài)分析強(qiáng)度理論組合變形除軸向拉伸與壓縮外，桿件橫截面上不同點(diǎn)的應(yīng)力是不相同的;以及這些應(yīng)力的極大值和極小值。是指過(guò)一點(diǎn)不同方向面上應(yīng)力的總稱(chēng)。過(guò)同一點(diǎn)的不同方向面上的應(yīng)力，一般情形下也是不相同的;應(yīng)力狀態(tài)介紹應(yīng)力狀態(tài)的基本概念,描述一點(diǎn)應(yīng)力狀態(tài)的基本方法，分析過(guò)一點(diǎn)任意方向面上的應(yīng)力;分析方法:基于平衡原理的解析方法;主要內(nèi)容概述▲內(nèi)力圖▲應(yīng)力分布規(guī)律→危險(xiǎn)面；→危險(xiǎn)點(diǎn)（位于危險(xiǎn)面上）→危險(xiǎn)方位◎回顧:1．軸向拉

2、/壓：軸力N橫截面上均勻分布2．扭轉(zhuǎn)：扭矩T3．彎曲：彎矩M沿寬度均勻分布，沿高度線(xiàn)性分布橫截面上沿半徑線(xiàn)性分布N△單獨(dú)的彎曲、軸向拉伸會(huì)算應(yīng)力，會(huì)校核！1234彎曲+軸向拉伸，怎么辦▽兩個(gè)問(wèn)題：應(yīng)力疊加應(yīng)力狀態(tài)理論強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度理論§5-1應(yīng)力狀態(tài)的概述一、什么是應(yīng)力狀態(tài)？三、如何描述一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)?二、為什么要研究應(yīng)力狀態(tài)?一、什么是應(yīng)力狀態(tài)？（一）、應(yīng)力的點(diǎn)的概念:maxmax（實(shí)心截面）應(yīng)力的點(diǎn)應(yīng)力的面圓軸扭轉(zhuǎn)橫截面上的正應(yīng)力分布同一面上不同點(diǎn)的應(yīng)力各不相同，結(jié)果表明：即應(yīng)力的點(diǎn)的概念。軸向拉壓同一橫截面上各點(diǎn)應(yīng)力相等：FF同一點(diǎn)在斜截面上

3、時(shí)：應(yīng)力的面的概念應(yīng)力的面的概念各不相同；——過(guò)同一點(diǎn)不同方向面上的應(yīng)力FPFP受軸向拉力作用的桿件，受力之前,表面的正方形受拉后，正方形變成了矩形，直角沒(méi)有改變。橫截面上沒(méi)有切應(yīng)力；受拉之前,表面斜置的正方形受力之前,在其表面斜置的正方形在受拉后，正方形變成了菱形。這表明：拉桿的斜截面上存在切應(yīng)力。FPFP應(yīng)力的面的概念拉中有剪受扭之前，圓軸表面的圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)，其斜截面上存在著正應(yīng)力。MxMx受扭后，變?yōu)橐恍敝脵E圓，長(zhǎng)軸方向伸長(zhǎng)，短軸方向縮短。這是為什么？應(yīng)力的面的概念剪中有拉即使同一點(diǎn)不同方向面上的應(yīng)力也是各不相同的，此即應(yīng)力的面的概念。微元平

4、衡分析結(jié)果表明：不僅橫截面上存在應(yīng)力，斜截面上也存在應(yīng)力。應(yīng)力指明哪一個(gè)面上？哪一點(diǎn)？哪一點(diǎn)？哪個(gè)方向面？應(yīng)力的點(diǎn)的概念與面的概念應(yīng)力狀態(tài):——過(guò)同一點(diǎn)不同方向面上應(yīng)力的集合，稱(chēng)為這一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)；請(qǐng)看下列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：?低碳鋼和鑄鐵的拉伸實(shí)驗(yàn)?低碳鋼和鑄鐵的扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)二、為什么要研究應(yīng)力狀態(tài)？低碳鋼拉伸塑性材料拉伸時(shí)為什么會(huì)出現(xiàn)滑移線(xiàn)？鑄鐵拉伸兩種材料的拉伸試驗(yàn)為什么脆性材料扭轉(zhuǎn)時(shí)沿45o螺旋面斷開(kāi)？低碳鋼扭轉(zhuǎn)鑄鐵扭轉(zhuǎn)兩種材料的扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)?zāi)康模貉芯窟^(guò)一點(diǎn)的各個(gè)面上的應(yīng)力情況，找到過(guò)該點(diǎn)的最大應(yīng)力（正應(yīng)力，切應(yīng)力），以及其平面方位。dxdydz三、如何描

5、述一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)微元及其各面上的應(yīng)力來(lái)描述一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)。B、相對(duì)面上的應(yīng)力等值、反向、共線(xiàn);ⅰ、一點(diǎn)——微元（單元體，有結(jié)構(gòu)；不同于數(shù)學(xué)點(diǎn)），正六面體dx、dy、dz→0；ⅱ、應(yīng)力——六面體上各個(gè)面均有應(yīng)力iii、狀態(tài)——由于單元體無(wú)窮小，故認(rèn)為：A、應(yīng)力在單元體各個(gè)面上均勻分布；一般三向（空間）應(yīng)力狀態(tài)yxz一般平面應(yīng)力狀態(tài)σxσyτxyτyxxyxy單向應(yīng)力狀態(tài)純剪應(yīng)力狀態(tài)一般單向應(yīng)力狀態(tài)或純剪切應(yīng)力狀態(tài)三向應(yīng)力狀態(tài)平面應(yīng)力狀態(tài)單向應(yīng)力狀態(tài)純剪應(yīng)力狀態(tài)特例特例一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)主平面：?jiǎn)卧w中剪應(yīng)力等于零的平面。主應(yīng)力：主平面上的正應(yīng)力。主方向

6、：主平面的法線(xiàn)方向。主單元體：在單元體各側(cè)面只有正應(yīng)力而無(wú)剪應(yīng)力常用術(shù)語(yǔ)約定：70MPa570MPa1003應(yīng)力狀態(tài)的分類(lèi)單向應(yīng)力狀態(tài)：三個(gè)主應(yīng)力中，只有一個(gè)主應(yīng)力不等于零的情況。二向應(yīng)力狀態(tài)：三個(gè)主應(yīng)力中有兩個(gè)主應(yīng)力不等于零的情況。三向應(yīng)力狀態(tài)：三個(gè)主應(yīng)力皆不等于零的情況。第二節(jié)平面應(yīng)力狀態(tài)分析i、平面應(yīng)力狀態(tài)中任意方向面上的正應(yīng)力與切應(yīng)力；ii、主應(yīng)力、主平面，最大切應(yīng)力。當(dāng)單元體上三對(duì)相互垂直的截面上的應(yīng)力已知時(shí)，任意斜截面上的應(yīng)力可以由截面法求得。拉為正壓為負(fù)正應(yīng)力符號(hào)約定1、方向角與應(yīng)力分量的正負(fù)號(hào)約定使微元或其局部順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)為正；

7、反之為負(fù)。切應(yīng)力符號(hào)約定方向角?的符號(hào)約定由x正向逆時(shí)針轉(zhuǎn)到截面外法線(xiàn)x’正向?yàn)檎环粗疄樨?fù)。yx?xy2微元的局部平衡x′y′xy?截取微元體?平衡對(duì)象?平衡方程?參加平衡的量——用α斜截面截取的微元局部——力微元體平衡x′y′應(yīng)力乘以其作用的面積；tyxx′dA?xs平衡方程??s-cos)cos(dAx-s??ydA(sin)sindAs?+t??dA(cos)sinxy+t??dA(sin)cosyx由切應(yīng)力互等原理tyxｙ?dA?xs平衡方程t?dA-s??xdA(cos)sin-t??xydA(cos)cos+s??ydA(sin)c

8、os+t??yxdA(sin)sin由切應(yīng)力互等原理x′y′平面應(yīng)力狀態(tài)中任意方向面上正應(yīng)力與切應(yīng)力的表達(dá)式：3平面應(yīng)力狀態(tài)中任意方向面