理論力學第十章強度理論ppt課件

1、第十章第十章 強度實際強度實際maxNmaxAF maxmaxWMz S AFtmaxmax WT*maxmaxSmax bISFzz強度實際：人們根據(jù)大量的破壞景象，經(jīng)過判別推強度實際：人們根據(jù)大量的破壞景象，經(jīng)過判別推理、概括，提出了種種關(guān)于破壞緣由的假說，找出理、概括，提出了種種關(guān)于破壞緣由的假說，找出引起破壞的主要要素，經(jīng)過實際檢驗，不斷完善，引起破壞的主要要素，經(jīng)過實際檢驗，不斷完善，在一定范圍與實踐相符合，上升為實際。在一定范圍與實踐相符合，上升為實際。 為了建立復雜應力形狀下的強度條件，而提出為了建立復雜應力形狀下的強度條件，而提出的關(guān)于資料破壞緣由的假設(shè)及計算方法。的關(guān)于資料破

2、壞緣由的假設(shè)及計算方法。 資料之所以按某種方式破壞，是應力、應變或應變能密度資料之所以按某種方式破壞，是應力、應變或應變能密度等要素中某一要素引起的。即無論是簡單或復雜應力形狀，引起等要素中某一要素引起的。即無論是簡單或復雜應力形狀，引起破壞的緣由是一樣的，與應力形狀無關(guān)。破壞的緣由是一樣的，與應力形狀無關(guān)。構(gòu)件由于強度缺乏將引發(fā)兩種失效方式構(gòu)件由于強度缺乏將引發(fā)兩種失效方式 (1) (1) 脆性斷裂：資料無明顯的塑性變形即發(fā)生斷裂，脆性斷裂：資料無明顯的塑性變形即發(fā)生斷裂，斷面較粗糙，且多發(fā)生在垂直于最大正應力的截面上，斷面較粗糙，且多發(fā)生在垂直于最大正應力的截面上，如鑄鐵受拉、扭，低溫脆斷

3、等。如鑄鐵受拉、扭，低溫脆斷等。關(guān)于屈服的強度實際：關(guān)于屈服的強度實際：最大切應力實際和最大畸變能密度實際最大切應力實際和最大畸變能密度實際 (2) (2) 塑性屈服流動：資料破壞前發(fā)生顯著的塑性塑性屈服流動：資料破壞前發(fā)生顯著的塑性變形，破壞斷面粒子較光滑，且多發(fā)生在最大剪應力面變形，破壞斷面粒子較光滑，且多發(fā)生在最大剪應力面上，例如低碳鋼拉、扭，鑄鐵壓。上，例如低碳鋼拉、扭，鑄鐵壓。關(guān)于斷裂的強度實際：關(guān)于斷裂的強度實際：最大拉應力實際和最大伸長線應變實際最大拉應力實際和最大伸長線應變實際1. 1. 最大拉應力實際第一強度實際最大拉應力實際第一強度實際 最大拉應力是引起資料斷裂的主要要素。

4、最大拉應力是引起資料斷裂的主要要素。 即以為無論資料處于什么應力形狀即以為無論資料處于什么應力形狀, ,只需最大拉應力只需最大拉應力到達簡單拉伸時破壞的極限值，就會發(fā)生脆性斷裂。到達簡單拉伸時破壞的極限值，就會發(fā)生脆性斷裂。01 構(gòu)件危險點的最大拉應力構(gòu)件危險點的最大拉應力1 極限拉應力，由單拉實驗測得極限拉應力，由單拉實驗測得b 00 b1 斷裂條件斷裂條件 nb1強度條件強度條件1. 1. 最大拉應力實際第一強度實際最大拉應力實際第一強度實際鑄鐵拉伸鑄鐵拉伸鑄鐵改動鑄鐵改動缺陷：這一實際沒有思索其它兩個主應力的影響，且對沒有拉應力的形狀(如單向緊縮、三向緊縮等)也無法運用。 2. 2. 最

5、大伸長線應變實際第二強度實際最大伸長線應變實際第二強度實際 最大伸長線應變是引起斷裂的主要要素。最大伸長線應變是引起斷裂的主要要素。 即以為無論資料處于什么應力形狀即以為無論資料處于什么應力形狀, ,只需最大伸長線只需最大伸長線應變到達簡單拉伸時破壞的極限值，就會發(fā)生脆性應變到達簡單拉伸時破壞的極限值，就會發(fā)生脆性斷裂。斷裂。01 構(gòu)件危險點的最大伸長線應變構(gòu)件危險點的最大伸長線應變1 極限伸長線應變，由單向拉伸實驗測得極限伸長線應變，由單向拉伸實驗測得0 E/)(3211 Eb/0 實驗闡明：此實際對于一拉一壓的二向應力形狀的脆實驗闡明：此實際對于一拉一壓的二向應力形狀的脆性資料的斷裂較符合

6、，如鑄鐵受拉壓比第一強度實際性資料的斷裂較符合，如鑄鐵受拉壓比第一強度實際更接近實踐情況。更接近實踐情況。強度條件強度條件)(321nb斷裂條件斷裂條件EEb)(1321b)(321即即 最大切應力是引起資料屈服的主要要素。最大切應力是引起資料屈服的主要要素。 即以為無論資料處于什么應力形狀即以為無論資料處于什么應力形狀, ,只需最大切應力只需最大切應力到達了簡單拉伸屈服時的極限值，資料就會發(fā)生屈到達了簡單拉伸屈服時的極限值，資料就會發(fā)生屈服。服。0max3. 3. 最大切應力實際第三強度實際最大切應力實際第三強度實際 構(gòu)件危險點的最大切應力構(gòu)件危險點的最大切應力max 極限切應力，由單向拉伸

7、實驗測得極限切應力，由單向拉伸實驗測得0 2/0s 2/ )(31maxs31 屈服條件屈服條件 ss31n強度條件強度條件3. 3. 最大切應力實際第三強度實際最大切應力實際第三強度實際低碳鋼拉伸低碳鋼拉伸低碳鋼改動低碳鋼改動實驗闡明：此實際對于塑性資料的屈服破壞可以得到實驗闡明：此實際對于塑性資料的屈服破壞可以得到較為稱心的解釋。并能解釋資料在三向均壓下不發(fā)生較為稱心的解釋。并能解釋資料在三向均壓下不發(fā)生塑性變形或斷裂的現(xiàn)實。塑性變形或斷裂的現(xiàn)實。)0(max局限性：局限性： 2 2、不能解釋三向均拉下能夠發(fā)生斷裂的景象，、不能解釋三向均拉下能夠發(fā)生斷裂的景象，1 1、未思索、未思索 的影

8、響，實驗證明最大影響達的影響，實驗證明最大影響達15%15%。2 最大畸變能密度是引起資料屈服的主要要素。最大畸變能密度是引起資料屈服的主要要素。 即以為無論資料處于什么應力形狀即以為無論資料處于什么應力形狀, ,只需最大畸變能密只需最大畸變能密度到達簡單拉伸屈服時的極限值度到達簡單拉伸屈服時的極限值, ,資料就會發(fā)生屈服。資料就會發(fā)生屈服。0ddvv4. 4. 最大畸變能密度實際第四強度實際最大畸變能密度實際第四強度實際213232221d)()()(61Ev 構(gòu)件危險點的外形改動比能構(gòu)件危險點的外形改動比能d20261sdEv 外形改動比能的極限值，由單拉實驗測得外形改動比能的極限值，由單

9、拉實驗測得0d屈服條件屈服條件22132322212)()()(s 強度條件強度條件 ss213232221)()()(21n實驗闡明：對塑性資料，此實際比第三強度理實驗闡明：對塑性資料，此實際比第三強度理論更符合實驗結(jié)果，在工程中得到了廣泛運用。論更符合實驗結(jié)果，在工程中得到了廣泛運用。NoImageO2OO1O3FN22222222c3123t311331c231t1OOOOFONO 231321OOOOFONO t3ct1 根據(jù)資料性質(zhì)選擇強度實際，在多數(shù)情況下是適宜的。但根據(jù)資料性質(zhì)選擇強度實際，在多數(shù)情況下是適宜的。但是，資料的脆性和塑性不是絕對的。例如低碳鋼在單向拉是，資料的脆性和

10、塑性不是絕對的。例如低碳鋼在單向拉伸下以屈服的方式失效，但低碳鋼制成的螺釘受拉時，螺伸下以屈服的方式失效，但低碳鋼制成的螺釘受拉時，螺紋根部因受應力集中引起三向拉伸，就會出現(xiàn)斷裂。紋根部因受應力集中引起三向拉伸，就會出現(xiàn)斷裂。 )()()(21)(2132322214r313r3212r11r r 22142122234212313r21213232221）（4r223224例例 為丈量薄壁容器所接受的內(nèi)壓力，用電阻應變片為丈量薄壁容器所接受的內(nèi)壓力，用電阻應變片 測得容器外表環(huán)向應變測得容器外表環(huán)向應變 t =350 t =350l06l06；容器平均；容器平均直徑直徑 D = 500 mm

11、 D = 500 mm，壁厚，壁厚 =10 mm =10 mm，E =210GPaE =210GPa， =0.25 =0.25 求：求： 1. 1.橫截面和縱截面上的正應力表達式橫截面和縱截面上的正應力表達式 2. 2.內(nèi)壓力內(nèi)壓力pppx11lpODxABy1 1、軸向應力、軸向應力( Longitudinal stress)( Longitudinal stress)解：容器的環(huán)向和縱向應力表達式解：容器的環(huán)向和縱向應力表達式容器截開后受力如下圖容器截開后受力如下圖, ,據(jù)平衡方程據(jù)平衡方程42DpDm 4pDmpxD縱截面將容器截開后受力縱截面將容器截開后受力2 2、環(huán)向應力、環(huán)向應力D

12、lplt22pDt3 3、內(nèi)壓以應力應變關(guān)系求之、內(nèi)壓以應力應變關(guān)系求之241EpDEmttMPa.).(. )(DEp t363250250103500101021042469 t m外外表外外表yp Dq qdq)d2(qDlpzOFqABx2 1 02 0 88ABCDECEDF/ k N0 . 2 m0 . 2 m2 mFs./ k N mDC4 54 1 . 8ABExM.( d )m a x2501 1 8131 0z( c )( b )( a )( f )m a x( e )FqABx2102088ABCDECEDF/kN0.2m0.2m2mFs./kN mDC4541.8ABExM.(d)max2501181310z(c)(b)(a)