四種強(qiáng)度理論P(yáng)PT課件.ppt

10 1強(qiáng)度理論的概念 1 建立強(qiáng)度條件的復(fù)雜性 復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)的形式是無(wú)窮無(wú)盡的 建立復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的強(qiáng)度條件 采用模擬的方法幾乎是不可能的 即逐一用試驗(yàn)的方法建立強(qiáng)度條件是行不通的 需要從理論上找出路 1 利用強(qiáng)度理論建立強(qiáng)度條件 1 對(duì)破壞形式分類(lèi) 2 同一種形式的破壞 可以認(rèn)為是由相同的原因造成的 3 至于破壞的原因是什么 可由觀察提出假說(shuō) 這些假說(shuō)稱為強(qiáng)度理論 4 利用簡(jiǎn)單拉伸實(shí)驗(yàn)建立強(qiáng)度條件 2 10 2四個(gè)常用強(qiáng)度理論及其相當(dāng)應(yīng)力 破壞形式分類(lèi) 脆性斷裂塑性屈服 3 一 脆性斷裂理論 1 最大拉應(yīng)力理論 無(wú)論材料處于什么應(yīng)力狀態(tài) 只要最大拉應(yīng)力達(dá)到極限值 材料就會(huì)發(fā)生脆性斷裂 第一強(qiáng)度理論 4 破壞原因 stmax 最大拉應(yīng)力 破壞條件 s1 so sb 強(qiáng)度條件 適用范圍 脆性材料拉 扭 一般材料三向拉 鑄鐵二向拉 拉 拉 壓 st sc 5 2 最大伸長(zhǎng)線應(yīng)變理論 無(wú)論材料處于什么應(yīng)力狀態(tài) 只要最大伸長(zhǎng)線應(yīng)變達(dá)到極限值 材料就發(fā)生脆性斷裂 破壞原因 etmax 最大伸長(zhǎng)線應(yīng)變 破壞條件 e1 eo 強(qiáng)度條件 s1 n s2 s3 sb n s 適用范圍 石 混凝土壓 鑄鐵二向拉 壓 st sc 6 二 塑性屈服理論 1 最大剪應(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) 只要最大剪應(yīng)力達(dá)到極限值 就發(fā)生屈服破壞 適用范圍 塑性材料屈服破壞 一般材料三向壓 破壞原因 tmax破壞條件 tmax to 強(qiáng)度條件 7 2 形狀改變比能理論 第四強(qiáng)度理論 20世紀(jì)初 Mises 無(wú)論材料處于什么應(yīng)力狀態(tài) 只要形狀改變比能達(dá)到極限值 就發(fā)生屈服破壞 Mises sCriterion 8 9 破壞原因 uf 形狀改變比能 強(qiáng)度條件 破壞條件 適用范圍 塑性材料屈服 一般材料三向壓 10 三 相當(dāng)應(yīng)力 強(qiáng)度條件中直接與許用應(yīng)力 比較的量 稱為相當(dāng)應(yīng)力 r 形狀改變比能理論 最大剪應(yīng)力理論 最大拉應(yīng)力理論 最大伸長(zhǎng)線應(yīng)變理論 11 強(qiáng)度條件的一般形式sr s 12 四 平面應(yīng)力狀態(tài)特例 已知 和 試寫(xiě)出 最大剪應(yīng)力理論和形狀改變比能理論的相當(dāng)應(yīng)力的表達(dá)式 13 解 首先確定主應(yīng)力 2 0 14 最大剪應(yīng)力理論 形狀改變比能理論 r4 15 10 3莫爾強(qiáng)度理論及其相當(dāng)應(yīng)力 莫爾強(qiáng)度理論是以各種狀態(tài)下材料的破壞試驗(yàn)結(jié)果為依據(jù) 而不是簡(jiǎn)單地假設(shè)材料地破壞是由某一個(gè)因素達(dá)到了極限值而引起地 從而建立起來(lái)的帶有一定經(jīng)驗(yàn)性的強(qiáng)度理論 16 O 一 兩個(gè)概念 1 極限應(yīng)力圓 17 2 極限曲線 18 3 近似極限曲線 19 二 莫爾強(qiáng)度理論 任意一點(diǎn)的應(yīng)力圓若與極限曲線相接觸 則材料即將屈服或剪斷 下面推導(dǎo)莫爾強(qiáng)度理論的破壞條件 20 2020 1 9 21 22 整理得破壞條件 23 強(qiáng)度條件 相當(dāng)應(yīng)力 適用范圍 考慮了材料拉壓強(qiáng)度不等的情況 可以用于鑄鐵等脆性材料 也可用于塑性材料 當(dāng)材料的拉壓強(qiáng)度相同時(shí) 和第三強(qiáng)度理論相同 24 10 5各種強(qiáng)度理論的適用范圍及其應(yīng)用 1 各種強(qiáng)度理論的適用范圍 1 三軸拉伸時(shí) 脆性或塑性材料都會(huì)發(fā)生脆性斷裂 應(yīng)采用最大拉應(yīng)力理論 2 對(duì)于脆性材料 在二軸應(yīng)力狀態(tài)下應(yīng)采用最大拉應(yīng)力理論 如果抗拉壓強(qiáng)度不同 應(yīng)采用莫爾強(qiáng)度理論 25 3 對(duì)應(yīng)塑性材料 應(yīng)采用形狀改變比能理論或最大剪應(yīng)力理論 4 在三軸壓縮應(yīng)力狀態(tài)下 對(duì)塑性和脆性材料一般采用形狀改變比能理論 26 2 幾點(diǎn)討論 首先 要區(qū)分一點(diǎn)失效與構(gòu)件失效 一點(diǎn)失效即構(gòu)件失效 27 一點(diǎn)失效并不意味構(gòu)件失效 28 其次 根據(jù)許用拉應(yīng)力可以求得許用剪應(yīng)力 純剪 純剪應(yīng)力狀態(tài)的主應(yīng)力 根據(jù)形狀改變比能理論 所以 29 最后 要注意強(qiáng)度設(shè)計(jì)的全過(guò)程要確定構(gòu)件危險(xiǎn)狀態(tài) 危險(xiǎn)截面 危險(xiǎn)點(diǎn) 危險(xiǎn)點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài) 30 例題1 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 t 30MPa 求 試校核該點(diǎn)的強(qiáng)度 31 解 首先根據(jù)材料和應(yīng)力狀態(tài)確定失效形式 選擇強(qiáng)度理論 脆性斷裂 最大拉應(yīng)力理論 max 1 t 例題1 32 其次確定主應(yīng)力 例題1 33 主應(yīng)力為 1 29 28MPa 2 3 72MPa 3 0 max 1 t 30MPa結(jié)論 滿足強(qiáng)度條件 例題1 34 例題2 已知 s 170MPa t 100MPa Iz 70 8 10 6m4 Wz 5 06 10 4m3 求 全面校核梁的強(qiáng)度 35 例題2 解 1 內(nèi)力分析作Q M圖 Mmax 84kN m Qmax 200kN C 或D 36 2 正應(yīng)力強(qiáng)度校核 3 剪應(yīng)力強(qiáng)度校核 t 例題2 37 例題2 38 4 主應(yīng)力校核 149 5MPa t 74 1MPa K點(diǎn) 例題2 sr4 197MPa 結(jié)論 K點(diǎn)不滿足強(qiáng)