復雜應(yīng)力狀態(tài)強度理論.ppt

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1、材料力學第八章復雜應(yīng)力狀態(tài)強度問題§8–1引言§8–2關(guān)于斷裂的強度理論§8–3關(guān)于屈服的強度理論§8-4彎扭組合，彎拉（壓）扭組合§8-5承壓薄壁圓筒的強度計算第八章復雜應(yīng)力狀態(tài)強度問題一、引子：§8–１引言復雜應(yīng)力狀態(tài)強度問題1、簡單應(yīng)力狀態(tài)是根據(jù)試驗現(xiàn)象和試驗結(jié)果建立強度條件。MPPP2、桿件危險點處于復雜應(yīng)力狀態(tài)時，將發(fā)生怎樣的破壞？怎樣建立強度條件？MP二、強度理論：是關(guān)于“材料發(fā)生強度失效起因”的假說。三、材料的破壞形式：⑴屈服；⑵斷裂。1、第一強度理論：最大拉應(yīng)力理論。2、第二強度理論：最大拉應(yīng)變理

2、論。3、第三強度理論：最大切應(yīng)力理論。4、第四強度理論：畸變能理論。四、常用的四個強度理論：復雜應(yīng)力狀態(tài)強度問題§8–2關(guān)于斷裂的強度理論一、最大拉應(yīng)力理論（第一強度理論）認為材料的斷裂主要是由最大拉應(yīng)力引起的。不論材料處于何種應(yīng)力狀態(tài)，只要最大拉應(yīng)力達到材料單向拉伸斷裂時的極限應(yīng)力，材料即發(fā)生斷裂破壞。1、斷裂條件：2、強度條件：3、實用范圍：實用于破壞形式為脆斷的構(gòu)件。例如，脆材二向、三向受拉；拉壓應(yīng)力狀態(tài)下，最大壓應(yīng)力值小于最大拉應(yīng)力值或超過不多。復雜應(yīng)力狀態(tài)強度問題二、最大拉應(yīng)變理論（第二強度理論）：認為

3、材料的斷裂主要是由最大拉應(yīng)變引起的。不論材料處于何種應(yīng)力狀態(tài)，只要最大拉應(yīng)變達到材料單向拉伸斷裂時的極限應(yīng)變，材料即發(fā)生斷裂破壞。3、實用范圍：實用于破壞形式為脆斷的構(gòu)件。例如，某些脆材在二向拉－壓應(yīng)力狀態(tài)下，且壓應(yīng)力值大于拉應(yīng)力值時。磚、石、水泥預制件壓縮時。1、斷裂條件：2、強度條件：復雜應(yīng)力狀態(tài)強度問題復雜應(yīng)力狀態(tài)強度問題例1某灰口鑄鐵構(gòu)件危險點處的應(yīng)例狀態(tài)如圖，若許用拉應(yīng)力為[σ]＝30MPa,試校核該點的強度。（圖中應(yīng)力單位MPa）201015xy解：脆材拉壓應(yīng)力狀態(tài)下，最大壓應(yīng)力值小于最大拉應(yīng)力值時，

4、宜采用第一強度理論進行強度計算。該點滿足強度條件。一、最大切應(yīng)力理論（第三強度理論）：認為材料的屈服主要是由最大切應(yīng)力引起的。不論材料處于何種應(yīng)力狀態(tài)，只要最大切應(yīng)力達到材料單向拉伸屈服時的極限切應(yīng)力，材料即發(fā)生屈服破壞。3、實用范圍：實用于破壞形式為屈服的構(gòu)件。1、屈服條件：2、強度條件：§8–3關(guān)于屈服的強度理論復雜應(yīng)力狀態(tài)強度問題二、畸變能理論（第四強度理論）：認為材料的屈服主要是由畸變能引起的。不論材料處于何種應(yīng)力狀態(tài)，只要畸變能密度達到材料單向拉伸屈服時的畸變能密度，材料即發(fā)生屈服破壞。3、實用范圍：實

5、用于破壞形式為屈服的構(gòu)件。對大多數(shù)塑性金屬材料來說，畸變能理論比最大切應(yīng)力理論更符合試驗結(jié)果。1、屈服條件：2、強度條件：復雜應(yīng)力狀態(tài)強度問題四種強度理論的相當應(yīng)力：四種強度理論強度條件的統(tǒng)一形式復雜應(yīng)力狀態(tài)強度問題應(yīng)用強度理論進行強度計算的步驟：1、外力分析：確定所需的外力值。2、內(nèi)力分析：畫內(nèi)力圖，確定可能的危險截面。3、應(yīng)力分析：畫危面應(yīng)力分布圖，確定危險點并畫出危險點的單元體，求主應(yīng)力。4、強度分析：選擇適當?shù)膹姸壤碚摚嬎阆喈攽?yīng)力，然后進行強度計算。復雜應(yīng)力狀態(tài)強度問題§8–4彎扭組合，彎拉（壓）扭組合

6、②畫每個基本變形內(nèi)力圖，確定危險截面（忽略剪力）。MP①判定組合變形的類型屬彎扭組合變形一、圓軸彎扭組合強度計算復雜應(yīng)力狀態(tài)強度問題對于彎扭組合圓截面軸，危險截面上的危險點同時作用有最大彎曲正應(yīng)力和最大扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力：③畫危險截面應(yīng)力分布圖，找危險點ABAA復雜應(yīng)力狀態(tài)強度問題復雜應(yīng)力狀態(tài)強度問題①外力分析：每個外力分量對應(yīng)產(chǎn)生一種基本變形。②內(nèi)力分析：每個外力分量對應(yīng)的內(nèi)力，確定危險截面。③應(yīng)力分析：建立強度條件。圓軸彎扭組合問題的求解步驟：復雜應(yīng)力狀態(tài)強度問題例2傳動軸AB直徑d=80mm，軸長L=2m，[σ]=

7、100MPa，輪緣掛重P=8kN，與轉(zhuǎn)矩m相平衡，輪直徑D=0.7m。試分別用第三、第四強度理論校核軸的強度。zxPmABL/2L/2y解：①外力分析：②內(nèi)力分析：xxMT4kN.m2.8kN.m③強度計算:該軸滿足強度要求。復雜應(yīng)力狀態(tài)強度問題例3圖示平面直角拐桿，P=4kN，a=160mm，材料的[σ]=80MPa。試按第三強度理論設(shè)計AB段的直徑d。解：A截面為危險截面xzy取d=49mm。復雜應(yīng)力狀態(tài)強度問題例4齒輪軸如圖，齒輪受到水平徑向力F＝1.82kN和鉛垂切向力P＝5kN的作用，齒輪節(jié)圓直徑D=0

8、.4m，軸直徑d=50mm，軸長L=0.6m。軸材料[σ]=100MPa，試用第三強度理論校核軸的強度。zxPmABL/2L/2yFDxMz750N.mTx1kN.mMyx273N.m解：①外力分析：②內(nèi)力分析：③強度計算:該軸滿足強度條件。復雜應(yīng)力狀態(tài)強度問題例5圖示空心圓桿，內(nèi)徑d=24mm，外徑D=30mm，P1=600N，[?]=100MPa，，。試用第三強度理論