应力状态-强度理论

单击此处编辑母版标题样式,Mechanics of Materials,*,*,7-4 强度理论的概述,简单应力状态的强度条件,复杂应力状态的强度条件,如何建立,？,塑性材料：,脆性材料：,简单应力状态的强度条件可以以实验为基础建立；,Mechanics of Materials,方法 （,逻辑推理的方法,）,现象,推测,假说,实践,学说,强度理论的概念,针对,导致材料破坏的原因,所提出的假说。,材料力学的一个基本问题就是研究构件发生破坏的条件，,直接根据实验结果建立强度条件的方法是强度计算中最,单可靠的方法。遗憾的是受实验技术的限制，复杂应力,状态的强度条件不能通过实验结果建立。,Mechanics of Materials,观察实验现象,低碳钢（塑性）,拉伸实验,破坏现象 滑移,破坏原因-,扭转实验,简单,复杂,破坏现象切断,破坏原因-,破坏原因皆为,实验现象1,：,拉伸实验和扭转实验的应力状态不同，但是破坏原因相同，皆为最大切应力。,Mechanics of Materials,观察实验现象,铸铁（脆性）,拉伸实验,破坏现象 拉断,扭转实验,简单,复杂,破坏现象拉断,实验现象2,：,拉伸实验和扭转实验的应力状态不同，但是破坏原因相同，皆为最大拉应力。,破坏原因-,破坏原因皆为,破坏原因-,Mechanics of Materials,推测原因,根据诸如以上实验现象的大量工程材料破坏事实，人们推测：对于同一种材料，无论其处于何种应力状态，导材料破坏的原因是由同一种力学因素造成的。,提出假说,引起破坏的,某一影响因素,理论分析求得,该因素的极限值,（此极限值与材料的应力状态无关）,拉伸实验测定,Mechanics of Materials,7-5,四种常用的,强度理论,材料的破坏形式：,脆性断裂：,塑性屈服：,脆性材料,塑性材料,强度理论：,关于脆性断裂的强度理论：,关于塑性屈服的强度理论：,第一，二强度理论,第三，四强度理论,Mechanics of Materials,第一强度理论,（,最大拉应力理论,） （1858年）,脆性断裂,的破坏条件：,理论,实验,强度条件：,实验表明：该理论与铸铁，陶瓷，岩石和混凝土等脆性材料的断裂破坏相符和。但是，该理论未考虑其他两个主应力的影响。对压缩应力 状态不适用。,Mechanics of Materials,第二强度理论,（,最大伸长线应变理论,）（1860）,脆性断裂,的破坏条件：,理论,实验,强度条件：,实验表明：该理论与铸铁，陶瓷，岩石和混凝土等脆性材料的单向压缩相符和。而且与铸铁的拉压二向应力且压力较大时相符和。,Mechanics of Materials,第三强度理论,（,最大切应力理论,） （1864年）,塑性屈服,的破坏条件：,理论,实验,强度条件：,实验表明：该理论较满意的解释了塑性材料的塑性屈服，且偏于安全。但是未考虑第二主应力的影响。,Mechanics of Materials,第四强度理论,（,形状改变比能理论,）（1904年）,塑性屈服,的破坏条件：,理论,实验,强度条件：,实验表明：该理论与实验结果相当接近，比第三强度理论更加完善。,Mechanics of Materials,四个强度条件的统一形式：,第一强度理论：,第二强度理论：,第三强度理论：,第四强度理论：,强度条件的选择：,塑性材料,选择的依据：,根据材料的破坏形式；,塑性屈服,选择三，四强度理论,脆性材料,脆性断裂,选择一，二强度理论,Mechanics of Materials,用强度理论进行强度校核的过程：,分析应力状态，计算主应力,选择合适的强度理论，计算相当应力,比较相当应力与许用应力，校核强度,见书,P251-,图,7-16,Mechanics of Materials,例1：利用强度理论建立纯剪切应力状态的强度条件，并寻求塑性材料许用剪应力 与许用拉应力 间的关系,根据第三强度理论：,另一方面：,根据第四强度理论：,另一方面：,Mechanics of Materials,例：钢制受内压薄壁筒，内径,为,D，,壁厚为 ，试用强度理论,确定内压,p。,P,解：1、确定应力状态：,见书,P254-,图,7-17（,b）,Mechanics of Materials,对于两端开口的受均布内压作用的薄壁圆筒,Mechanics of Materials,见书,P256-,习题7.4,2、选择强度理论进行强度计算：,选择第三强度理论或第四强度理论,Mechanics of Materials,作业：书,P264-7.12,P264-7.13,Mechanics of Materials,