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文檔簡介

1、材料力學(應力應變部分)一規(guī)定載荷作用下,強度要求,就是指構件應有足夠的抵抗破壞的能力。剛度要求,就是指構件應有足夠的抵抗變形的能力。一變形的基本假設:連續(xù)性假設,均勻性假設,各向同性假設。一沿不同方向力學性能不同的材料,稱為各向異性材料,如木材、膠合板和某些人工合成材 料。分布力表面力1集中力(火車輪對鋼軌壓力,滾珠軸承對軸的反作用力) 體積力是連續(xù)分布于物體內各點的力,例如物體的自重和慣性力等。 動載荷,靜載荷應力p應分解為正應力 ,切應力T。一應力單位 pa,1pa=1N/m2;常用 Mpa,1Mpa=106pa。第二章拉伸、壓縮與剪切2.2軸向拉伸或壓縮時橫截面上的內力和應力一習慣上,

2、把拉伸的軸力規(guī)定為正,壓縮時的軸力規(guī)定為負。一用橫截面上的應力來度量桿件的受力程度。-Fn=A ;(x)=FN(x)/A(x)2.3直桿軸向拉伸或壓縮時斜截面上的內力和應力軸向拉伸(壓縮)時,在桿件的橫截面上,正應力為最大值;在與桿件軸線成45的斜截 面上,切應力為最大值。最大切應力在數(shù)值上等于最大正應力的二分之一。此外,a =90 時,a=Ta=0,這表示在平行于桿件軸線的縱向截面上無任何應力。(應力,p=F/A,45斜截面上,力一-2,面積一-2。)222.7安全因數(shù)許用應力和安全因數(shù)的數(shù)值,可以在有關部門的一些規(guī)范中查到。目前一般機械制造中,在靜載的情況下,對塑性材料可取ns=1.22.

3、5。脆性材料均勻性較 差,且斷裂突然發(fā)生,有更大的危險性,所以取nb=23.5,甚至取到39。2.8軸向拉伸或壓縮時的變形一胡克定律,當應力不超過材料的比例極限時,應力與應變成正比=E ,彈性模量E的 值隨材料而不同。lFFLlE AE AE即,對長度相同,受力相等的桿件,有EA越大則變形 1越小,所以稱EA為桿件的抗拉/ 壓剛度。泊松比,、當應力不超過比例極限時橫向應變與軸向應變E之比的絕對值是一個常數(shù),即I - I =M。M稱為橫向變形因數(shù)或泊松比,是一個量綱一的量。 f幾種常用材料的E和M的約值(彈性模量,泊松比)材料名稱E/ (Gpa)“碳鋼1962160.24 0.28合金鋼1862

4、060.25 0.30灰鑄鐵78.5 1570.23 0.27銅及其合金72.6 1280.31 0.42鋁合金700.33若桿件橫截面沿軸線變化;軸力也沿軸線變化。長為dx的微段,d(Al)=箜眺,則Al= 箜空E- A(x)L E- A(x)2.9軸向拉伸或壓縮的應變能f固體受外力作用而變形;在變形過程中,外力所做的功將轉變?yōu)閮Υ嬗诠腆w內的能量。固 體在外力作用下,因變形而儲存的能量稱為應變能。fdw = F d(Al)w= ; li Fd(Al),w = 1F -Alv = w = 1F - Al = 222EA11 1 cc E2 G2V G 也 v =V dv2.10拉伸、壓縮超靜定

5、問題幾何關系,變形協(xié)調方程。胡克定律是唯一聯(lián)系變形與軸力之間的關系。超靜定問題是綜合了靜力方程,變形協(xié)調方程(幾何方程)和物理方程等三方面關系求解的。 物理方程,變形協(xié)調方程。溫度應力和裝配應力一、溫度應力溫度變化將引起物體的膨脹或收縮。靜定結構可以自由變形,當溫度均勻變化時,并不會引 起構件的內力。但如超靜定結構的變形受到部分或全部約束,溫度變化時,往往就要引起內 力。當溫度變化 T時,桿件的溫度變形(伸長)應為AlT = al AT l,式中 氣為材料的線脹 系數(shù)。先拆除聯(lián)系,允許其自由膨脹AlT,再加入約束,應力引起變形Al,f協(xié)調方程二、裝配應力f對靜定結構,加工誤差只不過是造成幾何形

6、狀的細微變化,不會引起內力;但對超靜定結 構,加工誤差往往要引起內力。應力集中的概念f實驗結果和理論分析表明,在零件尺寸突然改變處的橫截面上,應力并不是均勻分布的。 應力集中:因桿件外形突然變化,而引起局部應力急劇增大的現(xiàn)象,稱為應力集中。f應力集中因數(shù)kuf,它反映了應力集中的程度,是一個大于1的因數(shù)。f截面尺寸改變的越急劇、角越尖、孔越小,應力集中的程度就越嚴重。f用塑性材料制成的零件在靜載作用下,可以不考慮應力集中的影響。對于脆性材料制成的 零件,應力集中的危害顯得嚴重。f對于灰鑄鐵,其內部的不均勻性和缺陷往往是產(chǎn)生應力集中的主要因素,而零件的外形改 變所引起的應力集中就可能成為次要因素

7、,對零件的承載能力不一定造成明顯的影響。f當零件受到周期性變化的應力或受沖擊載荷作用時,不論是塑性材料還是脆性材料,應力 集中對零件的強度都有嚴重影響,往往是零件破壞的根源。2.13剪切和擠壓的實用計算f剪切的特點是,對于構件某一截面兩側的力,大小相等、方向相反且相互平行,使構件的 兩部分沿這一截面發(fā)生相對錯動的變形。剪切面上的應力為剪應力,分布方式為均勻分布。T = ?(剪切面上的平均切應力)f安全因數(shù)n,許用切應力T ,強度條件T =板 T。A二、擠壓的實用計算在外力作用下,連接件和被連接的構件之間,必將在接觸面上相互壓緊,這種現(xiàn)象稱為擠壓。bs =十,bs =十 bs。AbsAbs第三章

8、扭轉f桿件的兩端作用兩個大小相等、方向相反,且作用平面垂直于桿件軸線的力偶,致使桿件的任意兩個橫截面都發(fā)生繞軸線的相對轉動,這就是扭轉變形。3.2外力偶矩的計算扭矩圖,橫軸表示橫截面位置,縱軸表示扭矩。右手螺旋法(傳動軸上主動輪和從動輪安置的位置不同,軸所承受的最大扭矩也就不同。)3.3純剪力M = 2nr 6rrT 2nr 6二、切應力互等定理在相互垂直的兩個平面上,切應力必然成對存在,且數(shù)值相等;兩者都垂直于兩個平面的交 線,方向則共同指向或共同背離這一交線。(即切應力互等定理或稱切應力雙生定理)三、切應變,剪切胡克定律單元體的上、下、左、右四個側面上,只有切應力而并無正應力,這種情況稱為

9、純剪切。f當切應力不超過材料的剪切比例極限時,切應變Y與切應力T成正比,即剪切胡克定律。t = Gy式中G為比例常數(shù),稱為材料的切變模量。因Y的量綱為一,G的量綱與T相同。(鋼材的G值約為80Gpa) f三個彈性常量,即彈性模量E,泊松比p,切變模量G。E:胡克定律,應力不超過材料的比例極限時,應力與應變成正比,O =E。p :應力不超過比例極限時,橫向應變 與軸向應變之比的絕對值是一個常數(shù),I : 1=即 G:當切應力不超過材料的剪切比例極限時,切應變Y與切應力T成正比。T =GY。b對各向同性材料,可以證明三個彈性常數(shù)E,G,p之間存在下列關系:G =2 (1+Q四、剪切應變能3.4圓軸扭

10、轉時的應力f圓軸扭轉的平面假設:圓軸扭轉變形前原為平面的橫截面,變形后仍保持為平面,形狀和 大小不變,半徑仍保持為直線;且相鄰兩截面間的距離不變。f扭轉角饑用弧度來度量。變形幾何關系,yp=p dx,皿 是扭轉角甲沿x軸的變化率,對一個給定的截面上的各點來說,它是常量。 dx橫截面上任意點的切應變與改點到圓心的距離P成正比。物理關系,Tp = GYp,即Tp = GP艾表明,橫截面上任意點的切應力Tp與該點到圓心的距離P成正比。因為Yp發(fā)生于垂直半徑的平面內,所以Tp也與半徑垂直。(也同時要注意到切應力互等定 理)靜力關系,微分面積dA= Pd9- dp ; dA上的微內力TpdA,力矩P T

11、pdA。積分得到橫截面上,力矩=人P TpdAT = A P Tp dA = G罕 A p2dAddx(T = TR )PIp,則T=maxwtIP = A P Tp2dA,橫截面對圓心O的極慣性矩。IP的量綱為長度的四次方。t = gi瞟,(又Tp = GP 炊)消去,f T =TpdxpIp抗扭截面系數(shù)Wt =上t R 以上為以平面假設為基礎導出的公式,只適用于等直圓桿;也可適用于圓截面沿軸線變化緩 慢的的小錐度錐形桿。f Wt實心圓軸,Wt =業(yè)316空心圓軸,Wt =卻(1 -a4) a =-16D強度條件&ax =寸-T3.5圓軸扭轉時的變形與剛度計算f扭轉變形的的標志的標志是兩個橫

12、截面間繞軸線的相對轉角,亦即扭轉角。W = dxGIPd表示相距為dx的兩個橫截面之間的相對轉角。沿軸線x積分,即可求得距離為l的兩個橫截面之間的相對轉角為中=l d甲=Odx(若在兩截面之間T的值不變,且軸為直桿,則工為常量。)GIP例如只在等直圓軸的兩端作用扭轉力偶時,P= JL (GIp稱為圓軸的抗扭剛度)GI P用0表示變化率皿dx0 =業(yè)=工dx GI P甲的變化率0是相距為1單位長度的兩截面的相對轉角,稱為單位長度扭轉角,單位rad/m。扭轉的剛度條件就是限定0的最大值不得超過規(guī)定的允許值,即中max =J -。max GIp工程中,習慣把()/m作為0 的單位嗎,0max =4乂

13、耍-們()/m。GIp n3.6圓柱形密圈螺旋彈簧的應力和變形f螺旋彈簧簧絲的軸線是一條空間螺旋線,其應力和變形的精確分析比較復雜。但當螺旋角 a很小時,可以省略0的影響,近似的認為,簧絲橫截面與與彈簧軸線(亦即叩力)在同一 平面內。一般將這種彈簧稱為密圈螺旋彈簧。此外,當簧絲橫截面的直徑d遠小于彈簧圈的 平均直徑D時,還可以略去簧絲曲率的影響,近似的用直桿公式計算。3.7非圓截面桿扭轉的概念f桿變形后桿的橫截面已不再保持為平面(變成空間平面),這種現(xiàn)象稱之為翹曲。故平面假設對非圓截面桿件的扭轉已不再適用。非圓截面桿件的扭轉可以分為自由扭轉和約束扭轉。等直桿兩端受到扭轉力偶的作用,且翹曲不受任

14、何限制的情況,屬于宜由扭轉。在自由扭轉下,桿件各橫截面的翹曲程度相同,縱向纖維的長度無變化,橫截面上沒有正應 力而只有切應力。約束扭轉,由于約束條件或受力限制,造成桿件各截面翹曲程度不同,相鄰截面間縱向纖維 長度改變,于是橫截面上除切應力外還有正應力。工字鋼、槽鋼等薄壁桿件,約束扭轉時橫截面上的正應力往往很大;但一些實體桿件,如截面為矩形或橢圓桿件,因約束扭轉而引起的正應力很小,與自由扭轉并無太大差別。一任何情況下,桿件扭轉時,橫截面上邊緣個點的切應力都與橫截面邊界相切,又切應力互等定理,一截面凸角處的切應力應為零。一橫截面上的切應力分布:邊緣各點的切應力形成與邊界相切的順流。四個角點上切應力

15、等于零。最大切應力發(fā)生于矩形長邊的中點,且Tmax =盅;a是一個與比值h/b有關的系數(shù),查表。短邊中點的切應力T1是短邊上最大切應力,T1=V Tmax,V與h/b有關,查表。桿件兩端相對扭轉角甲的公式中=G p hb3GIt一在狹長的矩形截面上,雖然最大切應力在長邊的中 點,但沿長邊各點的切應力實際上變化不大,接近相 等,在靠近短邊處才迅速減小到零。第四章彎曲應力一作用于這些桿件的外力垂直于桿件的軸線,使原為直線變形后成為曲線。變形形式成為彎 曲變形。以彎曲變形為主的桿件習慣上稱為梁。平面彎曲梁的橫截面具有對稱軸,橫截面的對稱軸和梁的軸線形成面(縱向對稱面),梁的軸線在縱 向對稱面內彎曲成

16、一條平面曲線,載荷作用在同一平面并使梁的軸線在平面內彎曲時稱為平 面彎曲。(并不是梁要發(fā)生平面彎曲,就一定要有對稱軸。)4.2受彎桿件的簡化一、支座的幾種形式簡支靜定外伸,懸臂鉸支座;固定鉸支座,滑動鉸支座。4.4剪力方程和彎矩方程剪力圖和彎矩圖一在集中力作用截面的兩側,剪力有一突然變化,變化的數(shù)值就等于集中力。在集中力偶作用的截面的兩側,彎矩就有一突然變化,變化的數(shù)值就等于集中力偶矩。一剛節(jié)點節(jié)點連接的兩個部分在其連接處夾角不變,即兩部分在連接處夾角不變,即兩部分在連接處 不能有相對轉動,稱為剛節(jié)點。各部分由剛節(jié)點連接而成的框架結構稱為剛架。(剛架任意橫截面上的內力,一般有剪力、彎矩和軸力)

17、內力可由靜力平衡方程確定的剛架稱為靜定剛架。4.5載荷集度、剪力和彎矩間的關系 一直梁微段的平衡方程dFs(x)= q x,dM(x)= F x TOC o 1-5 h z dxdxS即,d2M(x)= dFs(X)=q(X)dx2dxdFs x = q x, dM x = F xdxdxS一對應于剪力圖和彎矩圖無載荷作用,即q(X)=0嗎,剪力圖是平行于x軸的直線,彎矩圖是斜直線。若分布載荷q(X)向下,彎矩圖應為向上凸的曲線;分布載荷q(X)向上,彎矩圖應為 向下凸的曲線。彎矩的極值發(fā)生于剪力為零的截面上。第五章彎曲應力5.1純彎曲一彎矩是垂直于橫截面的內力系的合力偶矩;剪力是切于橫截面的

18、內力系的合力。故,彎矩 只與橫截面上的正應力。相關,而剪力FS與切應力t有關。一純彎曲,只有正應力,但是沒有切應力。一彎曲變形的平面假設:變形前原為平面的梁的橫截面變形后仍保持為平面,且仍然垂直于 變形后的軸曲線。中性層,中性軸,縱向對稱面。一對純彎曲變形提出兩個假設:(1)平面假設;(2)縱向纖維間無正應力。5.2純彎曲時的正應力一幾何關系,纖維bb的應變 = Y (Y為到中性軸距離,p為中性軸的曲率半徑) P物理關系縱向纖維之間無正應力,每一纖維都是單向拉伸或壓縮。當應力小于比例極限時,由胡克定律。=E。即。=E匕 任意縱向纖維的正應力與改點到中性軸的距離成正比。P靜力關系y2 dA =

19、IZ橫截面對Z軸(中性軸)的慣性矩1 =(曲率1) EIZ稱為梁的抗彎剛度。P EIz p Z一。=業(yè)(純彎曲時正應力的計算公式)Iz5.3橫力彎曲時的正應力、一常見的彎曲問題多為橫力彎曲,這時梁的橫截面上不但有正應力,還有切應力。一由于切應力的存在,橫截面不能再保持為平面。同時,橫力彎曲下往往也不能保證縱向纖 維間沒有正應力。一橫力彎曲時,最大正應力發(fā)生于彎矩最大的截面上,且離中性軸最遠處。I maxmax = J fax(。與截面,與點的位置有關)IZ一正應力不僅與M有關,而且與上有關,亦即與截面的形狀和尺寸有關。故對截面為某些形 版狀的梁或變截面進行強度校核時,不應只注意彎矩為最大值的截

20、面。WZ=J ,則max =%;廣(W為抗彎截面系數(shù),單位m3)若截面為高h寬b的矩形,W = 冬6若截面為直徑為d的圓形,W = 住325.4彎曲切應力橫力彎曲的梁橫截面上既有彎矩又有剪力,所以橫截面上既有正應力又有切應力。一、矩形截面梁一關于橫截面上切應力的分布規(guī)律,以下做兩點假設:(1)橫截面上各點的切應力方向都平行于剪力FS;(2)切應力沿截面寬度均勻分布。一橫截面的橫線pq上的切應力T,即T =氐與版b式中,F(xiàn)S為橫截面上的剪力,b為截面寬度,IZ為整個截面對中性軸的慣性矩。S為截面上距中性軸為y的橫線以下部分面積對中性軸的靜矩。hA1y1dA=2by1dy1=by2一最大切應力發(fā)生

21、于中性軸上,TmaxmaxFh2S8IZ=T = & (業(yè)y2 )以匕=耍,代入得T= 3 - Fs即最大切應力為平均切應力&的1.5倍。bh二、工字形截面梁一工字形截面梁腹板上的切應力。Z 12max 2 bh腹板截面是一個狹長矩形,關于矩形截面上切應力分布的兩個假設仍適用。T 心IZ-bt = 4 Q h2 - h2 +壺址-y2 Tmax=5業(yè)-(b-bIZb08Tmin且空-岫【Zb。88一腹板上的最大和最小切應力分別是:一腹板幾乎幾乎負擔了截面上的全部剪力;認為近似分布。近似得出腹板內的切應力T = 4 b0h0一工字梁翼緣的全部面積都在離中性軸最遠處,每一點的正應力都比較大,所以翼

22、緣承擔了 截面上的大部分彎矩。 細長梁的控制因素通常是彎曲正應力。滿足彎曲正應力條件的梁,一般都能滿足切應力的強度條件。只有在下述一些情況下,要進 行梁的彎曲切應力強度校核:1)梁的跨度較短,或在支座附近作用較大的載荷,以致梁的彎矩較小,而剪力頗大。2)鉚接或焊接的工字梁,如腹板較薄而截面高度頗大,以致厚度與高度的比值小于型鋼的 相應比值,這時,對腹板應進行切應力校核。3)經(jīng)焊接、鉚接或膠合而成的梁,對焊縫、鉚釘或膠合面等,一般要進行剪切計算。一關于彎曲理論的基本假設:平面假設縱向纖維間無正應力材料是線彈性的5.6提高彎曲強度一、合理安排梁的受力情況合力布置梁的制作,支撐點略向中間移動,都可以

23、取得降低Mmax的T效果。 合理布置載荷,也可以收到降低最大彎矩的結果。在情況允許時,應盡可能把較大的集中力分散成較小的力,或者改變成分布載荷。二、梁的合理截面梁豎放比橫放有較高的抗彎強度。截面形狀不同,其抗彎截面系數(shù)wz也就不同,可以用比值*來衡量截面形狀的合理性和經(jīng) 濟性。比值*較大則截面的形狀就較為經(jīng)濟合理。工字鋼、槽鋼比矩形截面經(jīng)濟合理,矩形截面比圓形截面經(jīng)濟合理。一考慮到材料的特性對抗壓和抗拉強度相等的材料(如碳鋼),宜采用中性軸對稱的截面,如圓形、矩形、工字 形等。對抗拉和抗壓強度不相等的材料(如鑄鐵),宜采用中性軸偏于受拉一側的截面形狀。如:三、等強度梁的概念在彎矩較大處采用較大

24、截面,而在彎矩較小處采用較小截面,變截面梁。在變截面梁各橫截面上的最大正應力都相等,且都等于許用應力,就是等強度梁。第六章彎曲變形6.2撓曲線的微分方程f在對稱彎曲的情況下,變形后梁的軸線將成為xy平面內的一條曲線,稱為撓曲線。撓曲線上橫坐標為x的任意點的縱坐標用w表示,它代表坐標為x的橫截面的形心沿y方向的位移,稱為撓度。 W=f (x)f彎曲變形中,梁的橫截面對其原來位置轉過的角度8,稱為截面轉角。tanB =,9 = arctan回()撓度與轉角是度量彎曲變形的兩個基本量。(向上的撓度和反時針的轉角為正。)f純彎曲情況下,彎矩與曲率間的關系為1 = Mp EI些=M,d& = M 這是撓

25、曲線的近似微分方程。ds EI dx2 EI6.3用積分法求彎曲變形9 =*=虹dx + C3 = Mdx dx + Cx + DEI在撓曲線的某些點上,撓度或轉角有時是已知的。例如,在固定端,撓度和轉角都等于零;在鉸支座上,撓度等于零。彎曲變形的對稱點上,轉角應等于零。f撓曲線應該是一條連續(xù)光滑的曲線,在撓曲線的任意點上,有唯一確定的撓度和轉角。f撓度為最大值的截面總是靠近跨度中點,所以可以用跨度中點的撓度近似地代替最大撓度。 只要撓曲線上無拐點,總可用跨度中點的撓度代替最大撓度。積分法的優(yōu)點是可以求得轉角和撓度的普遍方程。6.4用疊加法求彎曲變形f當梁上同時作用幾個載荷時,可分別求出每一載

26、荷單獨引起的變形,把所得變形疊加即為 這些載荷共同作用時的變形。即彎曲變形的疊加法。P188表6.1梁在簡單載荷作用下的變形梁簡圖,撓曲線方程,端截面轉角,最大撓度。6.6提高彎曲剛度的一些措施一、改善結構形式,減小彎矩的數(shù)值。二、選擇合理的截面形狀。第七章應力和應變分析,強度理論f圍繞一點A取出的單元體,一般在三個方向的尺寸均為無窮小。以致可以認為它的每個面上,應力都是均勻的;且在單元體內互相平行的截面上,應力都是相同的,同等于過A點的 平行面上的應力。這樣的單元體的應力狀態(tài)可以代表一點的應力狀態(tài)。研究通過一點的不同 截面上的應力變化情況就是應力分析的內容。主平面,主應力,單向應力狀態(tài);二向

27、或平面應力狀態(tài);三向或空間應力狀態(tài)。7.2二向和三向應力狀態(tài)的實例一二向應力狀態(tài):鍋鏟或其它圓形容器的應力狀態(tài)。三向應力狀態(tài):滾珠軸承中,滾珠與外圈接觸點的應力狀態(tài);輪與鋼軌的接觸處。 一容器的對稱性,包含直徑的任意截面上皆無切應力。7.3二向應力狀態(tài)分析一解析法一二向應力狀態(tài)下,已知通過一點的某些截面上的應力后,如何確定通過這一點的其它截面 上的應力,從而確定主應力和主平面。一切應力Txy有兩個角標,第一個角標x表示切應力作用平面的法線方向;第二角標y則表 示切應力的方向平行于y軸。關于應力的符號呢規(guī)定為:正應力以拉應力為正而壓應力為負;切應力對單元體內任意點的矩為順時針轉向時,規(guī)定為正,反

28、之為負。一斜截面上的正應力氣和切應力Ta隨a角的改變而 變化,即和都是a的函數(shù)。a = x+ y + x- y cos2a t斗sin2at入= x- y sin2a + Txycos2atan2a0 = 2Txyx y在切應力等于零的平面上,正應力為最大值或最小值;主應力就是最大或最小的正應力。max /min = x+ y ( Qx -Qy ) 2 + TxyTmax/Tmin=(?。? + 玲最大和最小切應力所在的平面與主平面夾角為45。一主應力跡線,曲線上任一點的切線即代表該點主應力的方向。7.4二向應力狀態(tài)分析一圖解法應力圓7.5三向應力狀態(tài) 7.11四種常用強度理論一強度失效的主要

29、形式有屈服與斷裂兩種,相應的強度理論也分成兩類:一類是解釋斷裂失效(脆性破壞)的,有最大拉應力理論和畸變能密度理論;另一類是解釋屈服失效(塑性)的,有最大切應力理論和畸變能密度理論。最大拉應力理論(第一強度理論)認為最大拉應力是引起斷裂的主要因素。認為不論什么應力狀態(tài),只要最大拉應力達到與材料性質有關的某一極限值,則材料就發(fā)生 斷裂。單向應力狀態(tài)。只能計算拉應力,壓應力不能計算。鑄鐵等脆性材料的拉伸,脆性材料的扭轉。最大伸長線應變理論(第二強度理論)認為最大伸長線應變是引起斷裂的主要因素。單向拉伸。石料或混凝土等脆性材料受軸向壓縮時。最大切應力理論(第三強度理論)認為最大切應力是引起塑性屈服的

30、主要因素。橫截面上,正應力s,最大切應力Tmax。單向拉伸下,當與軸線成45的斜截面上的Tmax =艾時,出線屈服。;就是導致屈服的最大切應力的極限值。任意狀態(tài)下,只要Tmax達到,就引起材料的屈服。Tmax=T- , 1- =蕓 1 -氣=氣得到第三強度理論建立的強度條件氣一氣-。最大切應力理論較為滿意地解釋了塑性材料的屈服現(xiàn)象。畸變能密度理論(第四強度理論)(形狀改變比能理論)認為畸變能密度是引起屈服的主要因素。即認為無論什么應力狀態(tài),只要畸變能密度vd達 到與材料性質有關的某一極限值,材料就發(fā)生屈服。按第四強度理論得到的強度條件是:2 O1 -02 2 + 02 -03 2+氣-1 2 - a(考慮了三個主應力的影響)f四種強度理論的應用鑄鐵、石料、混凝土、玻璃等脆性材料,常以斷裂的形式失效,宜用第一和第二強度理論。 碳鋼、銅、鋁等塑性材料,通常以屈服的形式失效,宜用第三和第四強度理論。!同一材料在不同應力狀態(tài)下也可能有不同的失效形式,如碳鋼在不同單向拉伸下以屈服 的形式失效,但碳鋼制成的螺釘受拉時,螺紋根部因應力集中引起三向拉伸,就會出現(xiàn)斷裂。!無論是塑性或脆性材料,在三向拉應力相近的情況下,都將以斷裂的形式失效,宜采用 最大

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