强度理论及组合变形课件.ppt

《强度理论及组合变形课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第九章强度理论及组合变形1引言2关于断裂的强度理论3关于屈服的强度理论4弯扭组合与弯拉(压)扭组合1Page本章主要研究：关于材料静荷破坏（失效）的理论承压薄壁圆筒强度计算弯扭与弯拉(压)扭组合强度计算2Page一、问题的提出§1引言碳钢——横向开裂铸铁——45°角开裂承受扭转载荷，不同的破坏形式竹竿——纵向开裂科学问题：材料的破坏机理3Page复杂应力状态建立强度条件的困难实验量大、难度大（三向加载困难），总结规律困难。单向拉伸强度条件实验易测无数组合无数组合工程问题：建立材料的强度条件4Page真三轴刚性伺服试验机动态双轴疲劳试验机电子万能试验机多轴实验费用昂贵

2、5Page利用简单应力状态实验结果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6Page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7Page2.两类强度理论关于断裂的强度理论关于屈服的强度理论o低碳钢拉伸曲线铸铁拉伸曲线8Page§2关于断裂的强度理论一、最大拉应力理论（第一强度理论）断裂条件：（σ1>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

3、b，材料即发生断裂。r1为第一强度理论的相当应力单向拉伸强度极限工作应力第一主应力9Page第一强度理论的应用铸铁试件拉伸断裂铸铁试件扭转断裂铸铁试件压缩试验第一强度理论适用范围：第一强度理论失效10Page二、最大拉应变理论（第二强度理论）当脆性材料存在压应力，而且︱σ-︳>σ+时，试验与第一强度理论结果不符合。问题：如何建立强度条件？观察：岩石压缩横向膨胀，最后裂开。11Page二、最大拉应变理论（第二强度理论）断裂条件：第二强度理论假设：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，

4、材料即发生断裂。工作应变：单拉极限应力单拉极限应变12Page二、最大拉应变理论（第二强度理论）强度条件：第二强度理论的相当应力断裂条件：工作应变：单拉极限应变转换为由应力表示的断裂条件第二强度理论适用范围：13Page铸铁拉压强度的关系第二强度理论预期大致与实验符合，开裂机理尚存争论直接实验14Page（3）脆性材料与的关系由第一强度理论由第二强度理论工程通常取铸铁扭转断裂铸铁拉伸断裂纯剪：15Page铸铁二向断裂试验在二向拉伸以及压应力值超过拉应力值不多的二向拉伸－压缩应力状态下，最大拉应力理论与试验结果相当接近当压应力值超过拉应力值时，最大拉应变理论与试验结果大

5、致相符第一、二强度理论的实验验证20010016Page§3关于屈服的强度理论一、最大切应力理论（第三强度理论）屈服条件:强度条件：简单，被广泛应用。缺点：未计及σ2的影响。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。单向拉伸屈服时相应最大切应力工作应力最大切应力第三强度理论的相当应力17Page二、畸变能理论（第四强度理论）屈服条件：该理论认为：引起材料屈服的主要因素是畸变能密度不论材料处于何种应力状态，只要畸变能密度vd达到材料单向拉伸屈服时的畸变能密度vdS

6、，材料即发生屈服。单向拉伸屈服时畸变能工作应力的畸变能(单向拉伸屈服)18Page二、畸变能理论（第四强度理论）强度条件:屈服条件：应力表示的屈服条件：19Page三、第三和第四强度理论之比较第三强度理论屈服条件及极限曲线（平面应力状态屈服条件：平面应力状态:1、双拉a，xy2、双拉b，σsσxσy0σs①②(一象限①)(一象限②)20Page5、拉压a，xy(四象限⑤)4、双压b,6、拉压b，3、双压a，xy(三象限③)平面应力状态下的极限曲线(三象限)(二象限⑥)σs-σs-σsσsσxσy①②③④⑥⑤21Page平面应力状态屈服条件为：或作此椭圆，它

7、为第三强度理论极限曲线(六边形)的外接椭圆，非屈服区稍大“四强”与实验结果符合的更好“三强”偏于安全，最大偏差为15.47％（纯剪情况）σxσy0⑥①②③④⑤σsσs-σs-σs椭圆方程第四强度理论屈服条件及极限曲线(设x,y,z轴方向为主方向）22Page四、塑性材料与的关系直接实验ⅰ).根据第三强度理论考察纯剪状态ⅱ).根据第四强度理论ⅲ).工程中一般取23Page五、强度理论的适用范围（1）一般情况脆性材料：抵抗断裂的能力小于抵抗滑移的能力适宜用第一与第二强度理论塑性材料：抵抗断裂的能力大于抵抗滑移的能力适宜用第三与第