关于屈服的强度理论.PPT

第十四章 应力和应变分析强度理论 目录 14-4 弯扭组合与弯拉（压）扭组合 目录 小结 2、了解组合变形杆件强度计算的基本方法 1、掌握复杂应力状态下的4种强度理论 3、掌握圆轴在弯扭组合变形情况下的强度 条件和强度计算 作业：14-1；14-6；14-11 * * 第十四章 Chapter 14 复杂应力状态强度问题 Strain Failure Criteria ? 14-1 引言 ? 14-2 关于断裂的强度理论 ? 14-3 关于屈服的强度理论 ? 14-4 弯扭组合与弯拉（压）扭组合 14-5 承压薄壁圆筒的强度计算 （拉压） （弯曲） （正应力强度条件） （弯曲） （扭转） （切应力强度条件） 杆件基本变形下的强度条件 目录 14-1 引 言 满足 是否强度就没有问题了？ 目录 14-1 引 言 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。 目录 14-1 引 言 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： 最大切应力理论和畸变能理论 (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拉应变理论 目录 14-1 引 言 1. 最大拉应力理论（第一强度理论） －构件危险点的最大拉应力 －极限拉应力，由单拉实验测得 目录 14-2 关于断裂的强度理论 无论材料处于什么应力状态,只要发生脆性断裂,都是由于微元内的最大拉应力达到简单拉伸时的破坏拉应力数值。 断裂条件 强度条件 最大拉应力理论（第一强度理论） 铸铁拉伸 铸铁扭转 目录 14-2 关于断裂的强度理论 2. 最大拉应变理论（第二强度理论） 无论材料处于什么应力状态,只要发生脆性断裂,都是由于微元内的最大拉应变（线变形）达到简单拉伸时的破坏伸长应变数值。 －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 目录 14-2 关于断裂的强度理论 实验表明：此理论对于一拉一压（压应力值超过拉应力值）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 最大拉应变理论（第二强度理论） 断裂条件 即 目录 14-2 关于断裂的强度理论 目录 14-2 关于断裂的强度理论 解： 无论材料处于什么应力状态,只要发生屈服,都是由于微元内的最大切应力达到了某一极限值。 一. 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 目录 14-3 关于屈服的强度理论 屈服条件 强度条件 最大切应力理论（第三强度理论） 低碳钢拉伸 低碳钢扭转 目录 14-3 关于屈服的强度理论 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%。 最大切应力理论（第三强度理论） 目录 14-3 关于屈服的强度理论 无论材料处于什么应力状态,只要发生屈服,都是由于微元的最大形状改变比能达到一个极限值。 二. 形状改变比能理论（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 目录 14-3 关于屈服的强度理论 屈服条件 强度条件 形状改变比能理论（第四强度理论） 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。 目录 14-3 关于屈服的强度理论 强度理论的统一表达式： 相当应力 目录 14-3 关于屈服的强度理论 目录 14-3 关于屈服的强度理论 三. 脆性与塑性状态 脆性材料：最大拉应力理论与最大拉应变理论（第一与第二强度理论） 塑性材料：最大切应力理论与畸变能理论（第三与第四强度理论） 材料失效形式不仅与材料的性质有关，还与其工作条件有关。 灰口铸铁在三向等压下的塑性变形； 钢在三向等拉下的断裂。 目录 14-3 关于屈服的强度理论 四、单向与纯剪切