強度失效材料力學課件

單向應力狀態(tài)下材料的力學行為

彈性行為

屈服行為

斷裂行為

硬化與軟化行為

拉延行為

卸載與重新加載行為

三種拉伸應力-應變曲線

單向壓縮應力狀態(tài)下材料的力學行為

單向應力狀態(tài)下材料的失效判據(jù)第7章強度失效分析與設計準則單向應力狀態(tài)下彈性行為三種拉伸應力-應變曲線1單向應力狀態(tài)下材料的力學行為

三種拉伸應力應變曲線脆性材料第12章

失效分析與設計準則單向應力狀態(tài)下三種拉伸應力應變曲線脆性材料第12章失2單向應力狀態(tài)下材料的力學行為韌性金屬材料第7章強度失效分析與設計準則

三種拉伸應力應變曲線單向應力狀態(tài)下韌性金屬材料第7章強度失效分析與設計準則3單向應力狀態(tài)下材料的力學行為聚合物第7章強度失效分析與設計準則

三種拉伸應力應變曲線單向應力狀態(tài)下聚合物第7章強度失效分析與設計準則三種4單向應力狀態(tài)下材料的力學行為

屈服行為

0.2條件屈服應力—塑性應變等于0。2％時的應力值第7章強度失效分析與設計準則單向應力狀態(tài)下屈服行為0.2條件屈服應力第7章強度5單向應力狀態(tài)下材料的力學行為

屈服行為

0.2條件屈服應力—塑性應變等于0。2％時的應力值第7章強度失效分析與設計準則單向應力狀態(tài)下屈服行為0.2條件屈服應力第7章強度6

硬化與軟化行為單向應力狀態(tài)下材料的力學行為第7章強度失效分析與設計準則硬化與軟化行為單向應力狀態(tài)下第7章強度失效分析與設計7

硬化與軟化行為單向應力狀態(tài)下材料的力學行為第7章強度失效分析與設計準則硬化與軟化行為單向應力狀態(tài)下第7章強度失效分析與設計8

斷裂行為單向應力狀態(tài)下材料的力學行為第7章強度失效分析與設計準則斷裂行為單向應力狀態(tài)下第7章強度失效分析與設計準則9強度指標(失效應力)

韌性材料σo＝σS脆性材料σo＝σb韌性指標單向應力狀態(tài)下材料的力學行為脆性材料韌性金屬材料第7章強度失效分析與設計準則－延伸率強度指標(失效應力)韌性材料σo＝σS脆性材料σo＝σb10單向應力狀態(tài)下材料的力學行為

卸載與重新加載行為卸載第7章強度失效分析與設計準則單向應力狀態(tài)下卸載與重新加載行為卸載第7章強度失效分11單向應力狀態(tài)下材料的力學行為

卸載與再加載行為再加載第7章強度失效分析與設計準則單向應力狀態(tài)下卸載與再加載行為再加載第7章強度失效分12單向應力狀態(tài)下材料的力學行為

單向壓縮應力狀態(tài)下材料的力學行為

第7章強度失效分析與設計準則單向應力狀態(tài)下單向壓縮應力狀態(tài)下第7章強度失效分析與13單向應力狀態(tài)下材料的力學行為

單向壓縮應力狀態(tài)下材料的力學行為

第7章強度失效分析與設計準則單向應力狀態(tài)下單向壓縮應力狀態(tài)下第7章強度失效分析與14失效的概念與分類第7章強度失效分析與設計準則7-2

失效的概念與分類材料的力學行為使構件喪式正常功能的現(xiàn)象——構件失效失效分類強度失效剛度失效屈曲失效疲勞失效蠕變失效松弛失效失效的概念與分類第7章強度失效分析與設計準則7-215

單向應力狀態(tài)下材料的失效判據(jù)單向應力狀態(tài)下材料的力學行為韌性材料脆性材料第7章強度失效分析與設計準則

max=

=b

max=

=s單向應力狀態(tài)下單向應力狀態(tài)下韌性材料脆性材料第7章16第7章強度失效分析與設計準則難點

應力狀態(tài)的多樣性

試驗的復雜性

不可能性與可能性7-3強度失效判據(jù)與設計準則第7章強度失效分析與設計準則難點7-3強度17第7章強度失效分析與設計準則7-3強度失效分析與設計準則

對于相同的失效形式建立失效原因假說的可能性；

利用拉伸試驗的結果建立復雜應力狀態(tài)下的失效判據(jù)

不可能性與可能性第7章強度失效分析與設計準則7-3強度失效分析與設計準18第7章強度失效分析與設計準則常溫靜載下的失效(1)屈服(2)斷裂無裂紋體含裂紋體

強度失效(FailurebyLostStrength)—由于斷裂(Rupture)或屈服(Yield)引起的失效第7章強度失效分析與設計準則常溫靜載下的失效(1)屈19第7章強度失效分析與設計準則7-4屈服準則(CriteriaofYield)

最大切應力準則

(Tresca’sCriterion)

無論材料處于什么應力狀態(tài),只要發(fā)生屈服,都是由于微元內的最大切應力達到了某一共同的極限值。第7章強度失效分析與設計準則7-4屈服準則(Criter20第7章強度失效分析與設計準則

最大切應力準則

(Tresca’sCriterion)

無論材料處于什么應力狀態(tài),只要發(fā)生屈服,都是由于微元內的最大切應力達到了某一共同的極限值。

1

2

3=s第7章強度失效分析與設計準則最大切應力準則(Tre21第7章強度失效分析與設計準則

1

2

3=s失效判據(jù)設計準則

最大切應力準則第7章強度失效分析與設計準則123=s失效判22第7章強度失效分析與設計準則失效判據(jù)第7章強度失效分析與設計準則失效判據(jù)23第7章強度失效分析與設計準則

屈服準則(CriteriaofYield)

形狀改變比能準則(Mises’sCriterion)

無論材料處于什么應力狀態(tài),只要發(fā)生屈服,都是由于微元的形狀改變比能達到一個共同的極限值。第7章強度失效分析與設計準則屈服準則(Criter24第7章強度失效分析與設計準則

屈服準則(CriteriaofYield)

形狀改變比能準則(Mises’sCriterion)

無論材料處于什么應力狀態(tài),只要發(fā)生屈服,都是由于微元的形狀改變比能達到一個共同的極限值。第7章強度失效分析與設計準則屈服準則(Criter25第7章強度失效分析與設計準則形狀改變比能準則

1

2

3=s第7章強度失效分析與設計準則形狀改變比能準則12326第7章強度失效分析與設計準則

形狀改變比能準則失效判據(jù)設計準則第7章強度失效分析與設計準則形狀改變比能準則失效判據(jù)設27第7章強度失效分析與設計準則平面應力狀態(tài)下畸變能準則的幾何表示第7章強度失效分析與設計準則平面應力狀態(tài)下畸變能準則的幾28第7章強度失效分析與設計準則

斷裂準則(CriteriaofFracture)

無裂紋體的斷裂準則—最大拉應力準則(MaximumTensile-StressCriterion)無論材料處于什么應力狀態(tài),只要產生脆性斷裂,都是由于微元最大拉力達到了一個共同的極限值。

第7章強度失效分析與設計準則斷裂準則(Criteri29第7章強度失效分析與設計準則

1

2

3=b

無裂紋體的斷裂準則—最大拉應力準則第7章強度失效分析與設計準則123=b30第7章強度失效分析與設計準則

無裂紋體的斷裂準則—最大拉應力準則失效判據(jù)設計準則第7章強度失效分析與設計準則無裂紋體的斷裂準則—最31第7章強度失效分析與設計準則

帶裂紋體的斷裂準則—

線性斷裂力學準則

裂紋尖端的應力集中

韌性材料脆性斷裂第7章強度失效分析與設計準則帶裂紋體的斷裂準則—32第7章強度失效分析與設計準則

應力集中應力集中因數(shù)

K=

max/

avg第7章強度失效分析與設計準則應力集中應力集中因數(shù)33第7章強度失效分析與設計準則應力集中因數(shù)

K第7章強度失效分析與設計準則應力集中因數(shù)K34第7章強度失效分析與設計準則

裂紋尖端的應力集中2arxyσσσ—名義應力，Singularity第7章強度失效分析與設計準則裂紋尖端的應力集中235第7章強度失效分析與設計準則

線性斷裂力學判據(jù)

KI=KICKI—應力強度因子

KIC—斷裂韌性(由實驗確定)

經(jīng)典準則不再適用

應力集中區(qū)域內材料處于三向拉伸應力狀態(tài)材料由韌性向脆性轉變第7章強度失效分析與設計準則線性斷裂力學判據(jù)36第7章強度失效分析與設計準則

莫爾準則(MohrCriterion)請同學們自學材料力學教程§7-6第7章強度失效分析與設計準則莫爾準則(MohrC37第7章強度失效分析與設計準則將設計準則中直接與許用應力[σ]比較的量,稱之為計算應力σri或應力強度Si(最大拉應力準則)(最大切應力準則)(形狀改變比能準則)

關于計算應力與應力強度第7章強度失效分析與設計準則將設計準則中直接與許用應力[38第7章強度失效分析與設計準則

應用舉例例題一已知：鑄鐵構件上危險點的應力狀態(tài)。鑄鐵拉伸許用應力[

]

=30MPa。試校核該點的強度。第7章強度失效分析與設計準則應用舉例例題一已知39第7章強度失效分析與設計準則

應用舉例例題一

解：首先根據(jù)材料和應力狀態(tài)確定失效形式，選擇設計準則。脆性斷裂，最大拉應力準則

max=

1

[

]

其次確定主應力第7章強度失效分析與設計準則應用舉例例題一40第7章強度失效分析與設計準則例題一第7章強度失效分析與設計準則例題一41第7章強度失效分析與設計準則例題一

1＝29.28MPa,

2＝3.72MPa,

3＝0

max=

1<[

]

=

30MPa結論：強度是安全的。第7章強度失效分析與設計準則例題一1＝29.28M42第7章強度失效分析與設計準則

應用舉例例題二已知：

和

試寫出最大切應力準則和形狀改變比能準則的表達式。第7章強度失效分析與設計準則應用舉例例題二已知43第7章強度失效分析與設計準則例題二解：首先確定主應力

3＝

221

2＋4

2－

2＋21

2＋4

2

1＝

2＝0第7章強度失效分析與設計準則例題二解：首先確定主應力44第7章強度失效分析與設計準則例題二對于最大切應力準則

r3=

1-3=對于形狀改變比能準則

r4=

2＋4

2=

2＋3

2第7章強度失效分析與設計準則例題二對于最大切應力準則45例題7-5已知：σs=250Mpa求：安全系數(shù)解：1。求主應力2。最大切應力準則的安全系數(shù)3。畸變能準則的安全系數(shù)例題7-5已知：σs=250Mpa解：1。求主應力2。最大46強度失效材料力學課件47第7章強度失效分析與設計準則關于失效的幾點結論關于設計準則的應用失效分析的重要性

安全因數(shù)的選擇7-8結論和討論第7章強度失效分析與設計準則關于失效的幾點結論7-848第7章強度失效分析與設計準則

關于失效的幾點結論首先,要區(qū)分一點失效與構件失效一點失效即構件失效第7章強度失效分析與設計準則關于失效的幾點結論首先49第7章強度失效分析與設計準則

關于失效的幾點結論首先,要區(qū)分材料失效與構件失效第7章強度失效分析與設計準則關于失效的幾點結論首先50第7章強度失效分析與設計準則一點失效并不意味構件失效第7章強度失效分析與設計準則一點失效并不51第7章強度失效分析與設計準則第二要區(qū)分構件失效和結構失效第7章強度失效分析與設計準則第二要區(qū)分構件失效和結構失52第7章強度失效分析與設計準則

韌性材料脆性材料脆性斷裂塑性變形第三要注意強度失效不僅與應力大小有關，而且與應力狀