第十一章失效及强度理论辩析.ppt

11-5 许用应力 强度条件 1）相当应力 第一强度理论 综上所述，当由强度理论来建立各种应力状态下材料失效判据时，是将主应力的某一综合值与材料单向拉伸时极限应力相比较。主应力的这一综合值称为相当应力，用 表示。 第二强度理论 第三强度理论 第四强度理论 第11章 材料失效及强度理论 例11-1 对于图示各单元体，试分别按第三强度理论及第四强度理论求相当应力。 110 MPa 140 MPa (b) 已知 ?1=14 0MPa，?2=110MPa , ?3=0 第11章 材料失效及强度理论 2）许用应力 工程构件的强度达到极限状态（即发生强度失效）的条件是什么？怎样才能保证构件安全可靠的工作？ 以最大切应力强度理论为例： 第11章 材料失效及强度理论 11-5 许用应力 强度条件 为了有足够的强度储备，以保证构件能安全可靠地工作，将等比例缩小 n（ n 1）倍，变为 令 称为材料的许用应力 n 为安全系数 为了有足够的强度储备，以保证构件能安全可靠地工作，将等比例缩小 n（ n 1）倍，变为 令 称为材料的许用应力 n 为安全系数 3）强度条件 四个强度理论的强度条件： 第11章 材料失效及强度理论 2）许用应力 11-5 许用应力 强度条件 * * * 第八章 组合变形 11.1常用工程材料的失效模式及强度理论概念 11.2 关于断裂的强度理论 11.3关于屈服的强度理论 11.4 弯曲与扭转的组合 a) 低碳钢拉伸断裂 b) 铸铁拉伸断裂 F c) 铸铁压缩破坏 第11章 材料失效及强度理论 引言 a) 低碳钢扭转破坏 b) 铸铁扭转破坏 第11章 材料失效及强度理论 引言 1）常用工程材料的失效模式 材料的两种基本失效模式 简单应力状态（单向应力状态与纯切应力状态），材料的失效现象取决于材料本身的力学性能： 复杂应力状态下，材料发生哪种失效，还将取决于应力状态。 例如，在三向压应力状态，即使是非常好的脆性材料，也不会发生断裂失效。 11-1 常用工程材料的失效模式及强度理论概念 屈服 断裂 脆性材料发生脆性断裂失效 塑性材料发生屈服失效 第11章 材料失效及强度理论 2）强度理论的概念 单向应力状态情况： 脆性材料，当 时，材料便发生断裂失效，这就是失效判据，强度极限 就是极限应力； 塑性材料，当 时，材料便发生屈服失效，这也是失效判据，屈服点 也是极限应力。 第11章 材料失效及强度理论 11-1 常用工程材料的失效模式及强度理论概念 材料发生什么形式的失效？何时发生失效？失效时的应力，即极限应力是多大？怎样建立失效判据？ 危险点是复杂应力状态时 σ1、σ2、 σ3 之间有任意比值，不可能通过做所有情况的试验来确定其极限应力值。 第11章 材料失效及强度理论 2）强度理论的概念 11-1 常用工程材料的失效模式及强度理论概念 材料发生什么形式的失效？何时发生失效？失效时的应力，即极限应力是多大？怎样建立失效判据？ 强度理论：关于材料失效原因与规律的假说或学说。 强度理论必须经受实验与实践的检验。实际上，也正是在反复实验与实践基础上，强度理论才得到发展并日趋完善。目前，有许多种强度理论，本课只介绍工程中常用的几种强度理论。 脆性断裂──最大拉应力理论、最大拉应变理论 屈服失效──最大切应力理论、形变应变能理论 材料破坏 第11章 材料失效及强度理论 2）强度理论的概念 11-1 常用工程材料的失效模式及强度理论概念 11-2 关于断裂的强度理论 1）最大拉应力强度理论（第一强度理论） 把材料脆断失效的原因归结为最大拉应力。只要最大拉应力达到材料单向拉伸脆断时的极限拉应力值（即强度极限） ，材料就发生脆断失效。 失效原因： 失效判据： 这一理论没有考虑 和 对材料失效的影响。此外，对于没有拉应力的三向压应力状态，不能应用此理论。 即 实用范围：实用于破坏形式为脆断的构件。 第11章 材料失效及强度理论 11-2 关于断裂的强度理论 2）最大拉应变强度理论（第二强度理论） 把材料脆断失效的原因归结为最大拉应变。只要最大拉应变达到材料单向拉伸脆断时的极限拉应变值 ，材料就发生脆断失效。 失效原因： 最大拉应变理论能很好解释大理石在轴向压缩时（试件与实验机夹板间摩擦力较小条件下）沿轴向开裂的失效现象。 失效判据： 因为 所以 实用范围：实用于破坏形式为脆断的构件。 第11章 材料失效及强度理论 11-3 关于屈服的强度理论 1）最大切应力强度理论（第三