理论力学第十章强度理论.ppt

第十章 强度理论 * * * 一、强度理论的概念 1.引言 §10-1 概述 轴向拉压 弯曲 剪切 扭转 弯曲 切应力强度条件 正应力强度条件 　　 （2）材料的许用应力,是通过拉（压）试验或纯剪试验测定试件在破坏时其横截面上的极限应力,以此极限应力作为强度指标,除以适当的安全系数而得,即根据相应的试验结果建立的强度条件. 上述强度条件具有如下特点 　　 （1）危险点处于单向应力状态或纯剪切应力状态； 强度理论：人们根据大量的破坏现象，通过判断推理、概括，提出了种种关于破坏原因的假说，找出引起破坏的主要因素，经过实践检验，不断完善，在一定范围与实际相符合，上升为理论。 为了建立复杂应力状态下的强度条件，而提出 的关于材料破坏原因的假设及计算方法。 材料之所以按某种方式破坏，是应力、应变或应变能密度等因素中某一因素引起的。即无论是简单或复杂应力状态，引起破坏的原因是相同的，与应力状态无关。 构件由于强度不足将引发两种失效形式 (1) 脆性断裂：材料无明显的塑性变形即发生断裂，断面较粗糙，且多发生在垂直于最大正应力的截面上，如铸铁受拉、扭，低温脆断等。 关于屈服的强度理论： 最大切应力理论和最大畸变能密度理论 (2) 塑性屈服（流动）：材料破坏前发生显著的塑性变形，破坏断面粒子较光滑，且多发生在最大剪应力面上，例如低碳钢拉、扭，铸铁压。 关于断裂的强度理论： 最大拉应力理论和最大伸长线应变理论 引起破坏 的某一共同 因素 形状改变 比能 最大切应力 最大线应变 最大正应力 2.马里奥特关于变形过大引起破坏的论述,是第二强度理论的萌芽; 3.库仑提出了最大切应力理论; 4 .米塞斯最早提出了最大畸变能理论, 。1924年德国的亨奇从畸变能密度出发对这一准则作了解释 §10- 1 四个强度理论 1.伽利略播下了第一强度理论的种子; （1） 第一类强度理论—以脆断作为破坏的标志 包括:最大拉应力理论和最大伸长线应变理论 （2）第 二类强度理论—以出现屈服现象作为破坏的标志 包括:最大切应力理论和形状改变比能理论 1. 最大拉应力理论（第一强度理论） 最大拉应力是引起材料断裂的主要因素。 即认为无论材料处于什么应力状态,只要最大拉应力达到简单拉伸时破坏的极限值，就会发生脆性断裂。 －构件危险点的最大拉应力 －极限拉应力，由单拉实验测得 断裂条件 强度条件 1. 最大拉应力理论（第一强度理论） 铸铁拉伸 铸铁扭转 缺点：这一理论没有考虑其它两个主应力的影响，且对没有拉应力的状态(如单向压缩、三向压缩等)也无法应用。 2. 最大伸长线应变理论（第二强度理论） 最大伸长线应变是引起断裂的主要因素。 即认为无论材料处于什么应力状态,只要最大伸长线应变达到简单拉伸时破坏的极限值，就会发生脆性断裂。 －构件危险点的最大伸长线应变 －极限伸长线应变，由单向拉伸实验测得 实验表明：此理论对于一拉一压的二向应力状态的脆 性材料的断裂较符合，如铸铁受拉压比第一强度理论 更接近实际情况。 强度条件 断裂条件 即 最大切应力是引起材料屈服的主要因素。 即认为无论材料处于什么应力状态,只要最大切应力达到了简单拉伸屈服时的极限值，材料就会发生屈服。 3. 最大切应力理论（第三强度理论） －构件危险点的最大切应力 －极限切应力，由单向拉伸实验测得 屈服条件 强度条件 3. 最大切应力理论（第三强度理论） 低碳钢拉伸 低碳钢扭转 实验表明：此理论对于塑性材料的屈服破坏能够得到 较为满意的解释。并能解释材料在三向均压下不发生 塑性变形或断裂的事实。 局限性： 2、不能解释三向均拉下可能发生断裂的现象， 1、未考虑 的影响，试验证实最大影响达15%。 最大畸变能密度是引起材料屈服的主要因素。 即认为无论材料处于什么应力状态,只要最大畸变能密度达到简单拉伸屈服时的极限值,材料就会发生屈服。 4. 最大畸变能密度理论（第四强度理论） －构件危险点的形状改变比能 －形状改变比能的极限值，由单拉实验测得 屈服条件 强度条件 实验表明：对塑性材料，此理论比第三强度理 论更符合试验结果，在工程中得到了广泛应用。 莫尔认为:最大切应力是使物体破坏的主要因素,但滑移面上的摩擦力也不可忽略（莫尔摩擦定律）.综合最大切应力及最大正应力的因素,莫尔得出了他自己的强度理论. §10-3 莫