教学课件PPT强度理论.ppt

构件强度-以通过构件一点的各个截面上的应力为研究对象。 通常取微元体为研究对象-正六面体 主平面—微元体，总存着相互垂直的三个平面，在这些平面上只有正应力而无剪应力，这样的平面称为主平面。 主应力—主平面上的应力 按数值大小排序 广义虎克定律 11-1 * * 第七章 强度理论 目录 F F 单项应力状态；二向应力状态；三向应力状态 拉压杆 受扭转的轴除轴 线外的其他各点 或薄壁容器 厚壁容 器各点 构件的失效方式：一 脆性断裂；二为塑性屈服 于是对材料破坏的原因，提出了各种不同的假说，即强度理论。 目的：复杂应力状态下，材料破坏的原因，利用简单的轴向拉伸或压缩试验结果来研究此状态下的强度条件。以下为常用的强度理论。 一、脆性断裂理论 （1） 最大拉应力理论即：第一强度理论 中心思想：最大拉应力是引起断裂的主要因素。任一点的拉应力达到极限应力值σjx，材料就要发生断裂破坏。 破坏条件： 强度条件： 优点： 可很好地解释铸铁等脆性材料在拉伸和扭转时的破坏条件。 缺陷：没有考虑另两个主应力的影响，对没有拉应力的状态不适用。 （2） 最大伸长线应变理论即：第二强度理论 中心思想：最大伸长线应变是引起断裂的主要因素。任一点最大伸长线应变ε1达到极限值εjx，材料就要发生断裂破坏。 由广义虎克定律知 ： 破坏条件为： 即 强度条件为： 优点： 可很好地解释石料、混凝土等脆性材料压缩时的破坏现象。 二、塑性屈服理论 (1) 最大剪应力理论 即：第三强度理论 中心思想：最大剪应力是引起材料破坏的主要因素。任一点最大剪应力τmax达到极限值τ0，材料就要发生屈服破坏。 由前知 ： τ0由单向拉伸试验确定，在与轴线成45度的斜面上有： 所以，屈服条件为： 除以安全系数后强度条件为： 优点： 可很好地解释塑性材料的屈服现象。 没有考虑中间主应力的影响，计算结果偏于安全。 (2) 形状改变比能理论 即：第四强度理论 中心思想：形状改变比能是引起材料破坏的主要因素。无论处于何种应力状态，形状改变比能Uf达到单向拉伸相应于σ0的形状改变比能Uf 0时，材料就要发生屈服。 几个概念： 变形能，比能，体积改变比能，形状改变比能 三向应力状态，弹性体的形状改变比能： 单向拉伸相应于σ0的形状改变比能为： 所以，综合两式得屈服条件： 强度条件： 综合： 四个强度理论统一为： 相当应力，由三个主应力按一定形式组合的。 如下： 作用范围： 脆性材料产生脆性断裂失效，采用第一二强度理论； 塑性材料产生塑性屈服形式的失效，采用第三四强度理论。 材料的破坏，仍与所处的应力状态有关。 构件的承载能力 工程中有些 构件具有足够的 强度、刚度，却 不一定能安全可 靠地工作。 ①强度 ②刚度 ③稳定性 不稳定平衡 稳定平衡 微小扰动就使小球远离原来的平衡位置。 微小扰动使小球离开原来的平衡位置，但扰动撤销后小球回复到平衡位置 目录 目录