應力狀態(tài)分析課件

1、1. 拉伸、壓縮第六章 組合變形和強度理論第一節(jié) 基本變形小結內(nèi)力軸力圖正應力與強度虎克定律與剛度受力與變形內(nèi)力剪力圖和彎矩圖正應力與強度和剛度受力與變形2. 彎曲受力 與變形內(nèi)力剪應力與強度擠壓強度3. 擠壓和剪切受力與變形內(nèi)力扭矩圖剪應力與強度扭轉角與剛度4. 扭轉1、受力分析，變形類型，求支座反力2、截面法求內(nèi)力，畫內(nèi)力圖3、確定應力分布規(guī)律4、強度計算：校核強度、設計截面、確定許可載荷5、截面對強度和剛度的影響，A、Wz、W、 Jz、J，材料遠離中性軸。6、許用應力7、虎克定律，剪切虎克定律8、剛度條件9、材料力學試驗小 結彎曲和壓縮第二節(jié) 復雜應力狀態(tài)工程實例拉伸與壓縮扭轉彎曲扭轉彎

2、曲MPRzxyPP課堂作業(yè)問題的提出應力隨點的位置變化應力隨截面的方位變化1. 應力狀態(tài)的概念地震荷載作用下的墻體破壞說明: 破壞面與受力方向可能不一致。 對同一點:一個方向上滿足強度要求,并不能說明已經(jīng)安全。推論:研究應力狀態(tài)的目的：研究應力隨點和面的變化規(guī)律，以確定最大正應力 和最大剪應力 。應力狀態(tài)的初步概念：過一點處不同方向面上的應力(正應力和切應力)可以有不同的組合形式。 應力狀態(tài)概念的進一步說明拉中有剪剪中有拉根據(jù)單元體的平衡條件說明：同一單元體的不同方向面上的應力一般是不相同的。這便是應力的面的概念。根據(jù)單元體的平衡條件分析任意方向面上的應力情況 橫截面上正應力分析和剪應力分析的

3、結果表明：同一面上不同點的應力各不相同，此即應力的點的概念。QN正應力隨點的位置改變剪應力隨點的位置改變應 力過一點不同方向面上應力的集合，稱之為這一點的應力狀態(tài)（State of the Stresses of a Given Point）。哪一個截面上？哪一點？哪一點？哪個方向面？指明單元體（Element）各邊邊長,dxdydz 單元體及其各面上的應力2. 一點處的應力狀態(tài)三向（空間）應力狀態(tài)yxz平面（二向）應力狀態(tài)xyxy單向應力狀態(tài)純剪應力狀態(tài)xy三向應力狀態(tài)平面應力狀態(tài)單向應力狀態(tài)純剪應力狀態(tài)特例特例單元體受扭圓軸一點處的應力狀態(tài)按不通方位截取的單元體上的應力主平面與主應力主單元

4、體3. 平面應力狀態(tài) 斜截面上的應力 正應力拉為正，壓為負；剪應力以對單元體內(nèi)任一點的矩順時針為正，反之為負。 半徑為：圓心為：4. 應力圓5. 主應力和最大剪應力三向應力狀態(tài)的最大剪應力討論圓軸扭轉時的應力狀態(tài)。圖6-12 例6-1圖6. 廣義虎克定律x ： y ： 疊加： 例6-2 每邊長均為10mm的鋼質立方體放入一個四周為剛性的立方孔中，不留空隙，P=7kN，E=200GPa，=0.3。求立方塊內(nèi)的主應力。 作 業(yè)P96 第35題 （b）（c）第三節(jié) 強度理論一、強度理論的概念 單向應力狀態(tài)可通過試驗建立強度條件 破壞原因的假說二、材料的兩種破壞形式脆斷破壞屈服破壞 三向拉應力的塑性材

5、料發(fā)生脆性斷裂 三向壓應力的脆性材料有時也發(fā)生明顯的塑性變形三、四個基本的強度理論一類是解釋材料斷裂破壞的強度理論，有最大拉應力理論和最大拉應變理論；另一類是解釋材料流動破壞的強度理論，最大剪應力理論和形狀改變比能理論。 1.最大拉應力理論（第一強度理論）在十七世紀提出，針對建筑材料只要最大拉應力達到材料的極限值，材料就發(fā)生脆性斷裂破壞。破壞條件：強度條件：用于受拉應力的某些脆性材料，鑄鐵、石料、混凝土沒有考慮其它兩個主應力的影響，也不適用于三向壓縮應力狀態(tài)。 2. 最大伸長線應變理論（第二強度理論）最大伸長線應變達到材料的極限值，材料就發(fā)生脆性斷裂破壞。滿足虎克定律。破壞條件：強度條件：不比

6、第一強度理論好，一般不用。3. 最大剪應力理論（第三強度理論）最大剪應力達到極限值，材料就發(fā)生屈服破壞 。破壞條件：強度條件：雖然沒考慮2，但能較好地解釋塑性屈服，在工程中得到廣泛的應用。4. 形狀改變比能理論（第四強度理論）變形體單位體積內(nèi)所積蓄變形能稱變形比能。包括形狀改變比能和體積改變比能形狀改變比能達到極限值，就發(fā)生屈服破壞條件：強度條件：考慮2，得到廣泛的應用?？偨Y1. 脆性材料，常用第一、第二強度理論；2. 塑性材料，常用第三、第四強度理論；3. 在接近三向等拉應力狀態(tài)下，不論是塑性材料還是脆性材料，都將發(fā)生脆性斷裂，應采用第一強度理論；4. 在接近三向等壓應力狀態(tài)下，不論是塑性材

7、料還是脆性材料，都將發(fā)生塑性流動破壞，應采用第三或第四強度理論。 一般原則例6-3 內(nèi)徑D=100cm的容器，壁厚t=1.0cm，蒸汽壓強p=3.5MPa，=160MPa，分別按第三和第四強度理論校核筒身強度。 2.組合變形問題的處理方法:疊加原理（條件:小變形）。將荷載分解簡化成與基本變形對應的等效靜力荷載。分別獨立計算各種基本變形，然后疊加。（假設：各個基本變形互不影響）1.組合變形： 在復雜外載作用下，構件的變形會包含幾種簡單變形，當幾種變形所對應的應力屬同一量級時，不能忽略之，這類構件的變形稱為組合變形。第四節(jié) 彎曲和拉壓的組合作用Phg3.實例：水壩qPhg外力分析：外力向形心(后彎心)簡化并沿主慣性軸分解；內(nèi)力分析：求每個外力分量對應的內(nèi)力方程和內(nèi)力圖，確定危險面；應力分析：畫危險面應力分布圖，疊加，建立危險點的強度條件。4.組合變形的研究方法 疊加原理受拉（壓）和彎曲組合作用的強度條件壓縮和彎曲例6-4 夾鉗受到工件的反作用力P=5kN，=100MPa，校核其強度。第五節(jié) 圓周彎曲和扭轉的組合例6-5 臥式離心機轉鼓重G=2kN，外力偶矩m=1.2kN.m， =80MPa，分別按第三和第四強度理論設計軸徑d。用強度理論解決實際問題步驟： （1）分析外力與變形，分成基本變形；