第08章 強(qiáng)度理論

第八章失效分析與強(qiáng)度準(zhǔn)則

第一節(jié)概述 第二節(jié)斷裂準(zhǔn)則第三節(jié)屈服準(zhǔn)則第六節(jié)應(yīng)用舉例第四節(jié)莫爾準(zhǔn)則*第五節(jié)屈服準(zhǔn)則的比較*第一節(jié)概述一、失效三、強(qiáng)度準(zhǔn)則（強(qiáng)度理論）的概念二、簡(jiǎn)單變形下的強(qiáng)度條件第八章失效分析與強(qiáng)度準(zhǔn)則一、失效失效：構(gòu)件或系統(tǒng)失去工作能力的現(xiàn)象設(shè)計(jì)者:需要正確地預(yù)測(cè)可能出現(xiàn)的失效形式進(jìn)行有效的控制構(gòu)件受載失效主要表現(xiàn)為：強(qiáng)度失效、剛度失效、以及失穩(wěn)、屈曲失效等§8.1

概述1、強(qiáng)度失效方式：屈服與斷裂2、剛度失效方式：構(gòu)件產(chǎn)生過(guò)量的彈性變形3、屈曲失效方式：構(gòu)件平衡構(gòu)形突然轉(zhuǎn)變引起的失效一、失效§8.1

概述二、簡(jiǎn)單變形下的強(qiáng)度條件§8.1

概述O三、強(qiáng)度準(zhǔn)則（強(qiáng)度理論）的概念1.基本概念認(rèn)為材料的某種破壞是有某一主要因素引起的。對(duì)于同一種材料，無(wú)論處于何種應(yīng)力狀態(tài)，當(dāng)導(dǎo)致他們破壞的這一共同因素達(dá)到某一個(gè)極限時(shí)，材料就會(huì)破壞當(dāng)危險(xiǎn)點(diǎn)處于復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)時(shí):試驗(yàn)的方法建立強(qiáng)度條件是很困難的強(qiáng)度理論——導(dǎo)致材料破壞的主要原因的假設(shè)可以利用簡(jiǎn)單應(yīng)力狀態(tài)試驗(yàn)來(lái)確定這個(gè)因素的極限值，從而建立復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的強(qiáng)度條件材料失效：材料性質(zhì)有關(guān)，且與其應(yīng)力狀態(tài)有關(guān)，即與各主應(yīng)力大小及比值有關(guān)§8.1

概述斷裂和屈服第二節(jié)斷裂準(zhǔn)則第八章失效分析與強(qiáng)度準(zhǔn)則一、最大拉應(yīng)力準(zhǔn)則（第一強(qiáng)度理論）斷裂判據(jù)強(qiáng)度條件

認(rèn)為最大拉應(yīng)力是引起脆性斷裂的主要因素即認(rèn)為無(wú)論在什么應(yīng)力狀態(tài)，只要構(gòu)件危險(xiǎn)點(diǎn)的最大拉應(yīng)力達(dá)到材料在簡(jiǎn)單拉伸破壞時(shí)的極限應(yīng)力，材料就發(fā)生斷裂

符合脆性材料的拉斷試驗(yàn)，如鑄鐵單向拉伸和扭轉(zhuǎn)中的脆斷鑄鐵

但未考慮其余主應(yīng)力影響且不能用于無(wú)拉應(yīng)力的應(yīng)力狀態(tài)，如單向、三向壓縮等一、最大拉應(yīng)力準(zhǔn)則（第一強(qiáng)度理論）§8.2斷裂準(zhǔn)則二、最大伸長(zhǎng)線應(yīng)變準(zhǔn)則（第二強(qiáng)度理論）斷裂判據(jù)強(qiáng)度條件認(rèn)為最大伸長(zhǎng)線應(yīng)變是引起脆性斷裂的主要因素即認(rèn)為無(wú)論在什么應(yīng)力狀態(tài)，只要構(gòu)件危險(xiǎn)點(diǎn)的最大伸長(zhǎng)線應(yīng)變達(dá)到材料在簡(jiǎn)單拉伸破壞時(shí)的極限伸長(zhǎng)線應(yīng)變，材料就發(fā)生斷裂§8.2斷裂準(zhǔn)則符合表面潤(rùn)滑石料的軸向壓縮破壞等，不符合大多數(shù)脆性材料的脆性破壞?；炷炼?、最大伸長(zhǎng)線應(yīng)變準(zhǔn)則（第二強(qiáng)度理論）§8.2斷裂準(zhǔn)則第三節(jié)屈服準(zhǔn)則二、形狀改變比能準(zhǔn)則(第四強(qiáng)度理論)一、最大切應(yīng)力準(zhǔn)則(第三強(qiáng)度理論)第八章失效分析與強(qiáng)度準(zhǔn)則一、最大切應(yīng)力(Tresca)準(zhǔn)則(第三強(qiáng)度理論)屈服判據(jù)強(qiáng)度條件認(rèn)為最大切應(yīng)力是引起塑性屈服的主要因素即認(rèn)為無(wú)論在什么應(yīng)力狀態(tài)，只要構(gòu)件危險(xiǎn)點(diǎn)的最大切應(yīng)力達(dá)到材料在簡(jiǎn)單拉伸破壞時(shí)的極限切應(yīng)力，材料就發(fā)生塑性屈服形式簡(jiǎn)單，符合實(shí)際，廣泛應(yīng)用，偏于安全?！?.3屈服準(zhǔn)則二、形狀改變比能(Mises)準(zhǔn)則(第四強(qiáng)度理論)認(rèn)為形狀改變比能是引起塑性屈服的主要因素屈服判據(jù)即認(rèn)為無(wú)論在什么應(yīng)力狀態(tài)，只要構(gòu)件危險(xiǎn)點(diǎn)的形狀改變比能達(dá)到材料在簡(jiǎn)單拉伸破壞時(shí)的極限形狀改變比能，材料就發(fā)生塑性屈服對(duì)塑性材料比最大切應(yīng)力準(zhǔn)則符合實(shí)驗(yàn)結(jié)果?！?.3屈服準(zhǔn)則第六節(jié)應(yīng)用舉例一、強(qiáng)度準(zhǔn)則的統(tǒng)一表達(dá)式二、例題第八章失效分析與強(qiáng)度準(zhǔn)則相當(dāng)應(yīng)力一、強(qiáng)度準(zhǔn)則的統(tǒng)一表達(dá)式第一強(qiáng)度理論第二強(qiáng)度理論第三強(qiáng)度理論第四強(qiáng)度理論§8.6應(yīng)用舉例脆性斷裂塑性屈服鑄鐵石料混凝土碳鋼銅鋁三向受拉三向受壓?jiǎn)蜗驊?yīng)力狀態(tài)純剪切拉、壓變形：平面彎曲：扭轉(zhuǎn)：一、強(qiáng)度準(zhǔn)則的統(tǒng)一表達(dá)式§8.6應(yīng)用舉例平面彎曲：復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài):單向應(yīng)力狀態(tài)純剪切拉、壓變形：平面彎曲：平面彎曲：扭轉(zhuǎn)：一、強(qiáng)度條件的統(tǒng)一表達(dá)式§8.6應(yīng)用舉例桿件強(qiáng)度計(jì)算的一般步驟：內(nèi)力情況應(yīng)力狀態(tài)（取單元體）單向應(yīng)力狀態(tài)、純剪切、復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)應(yīng)力分析一、強(qiáng)度準(zhǔn)則的統(tǒng)一表達(dá)式§8.6應(yīng)用舉例危險(xiǎn)截面危險(xiǎn)點(diǎn)§8.6應(yīng)用舉例一、強(qiáng)度準(zhǔn)則的統(tǒng)一表達(dá)式解

例6工字形截面簡(jiǎn)支梁由三根鋼板焊接而成，已知材料的試全面校核該梁的強(qiáng)度4204202.5mDCAB8.51202801414EFQM1.確定危險(xiǎn)截面作剪力圖和彎矩圖C和D截面正應(yīng)力校核切應(yīng)力校核主應(yīng)力校核§8.6應(yīng)用舉例解

z2.正應(yīng)力校核3.切應(yīng)力校核4.主應(yīng)力校核例6工字形截面簡(jiǎn)支梁由三根鋼板焊接而成，已知材料的試全面校核該梁的強(qiáng)度§8.6應(yīng)用舉例8.51202801414E解

4.主應(yīng)力校核EEFQM§8.6應(yīng)用舉例z例6工字形截面簡(jiǎn)支梁由三根鋼板焊接而成，已知材料的試全面校核該梁的強(qiáng)度8.51202801414EnnApptddtmmbptdnnF1.找危險(xiǎn)點(diǎn)p解：圓筒四周2.取單元體，計(jì)算主應(yīng)力y方向的合力：A橫

徑

周§8.6應(yīng)用舉例例7

等厚度薄壁圓筒如圖所時(shí)，其平均直徑d=100cm，圓筒內(nèi)液體壓強(qiáng)p=3.6MPa。材料的許用應(yīng)力[s]=160MPa,按第三第四強(qiáng)度理論設(shè)計(jì)圓筒的厚度

解：3.按第三強(qiáng)度理論設(shè)計(jì)壁厚4.按第四強(qiáng)度理論設(shè)計(jì)壁厚§8.