材料力学复习2.ppt

第一部分 基本变形部分 压杆稳定 能量原理 实验应力分析 交变应力 材料力学性能的进一步研究 2.冲击试验 试件 ① “U”型口试件的冲击韧性： ②“V”型口试件的冲击韧性： ③ 冷脆：温度降低，冲击韧性下降的现象称为冷脆。 ④最大正应力 ⑤变形计算 ③中性轴方程 Pz Py y z P j D1 D2 a 中性轴 f fz fy b 弯扭组合 经内力分析，确定杆发生弯扭组合变形后，直接建立强度条件。 x B1 B2 My Mz Mn M 拉（压）弯组合： P MZ My x y z P My Mz 偏心拉、压问题的截面核心 y z 中性轴 截面核心 ay az 临界应力总图（线形） 压杆稳定 b a s s - = s l P P E s p l 2 = 压杆的稳定容许应力: 1.安全系数法确定容许应力: 2.折减系数法确定容许应力: 压杆的稳定条件: 变形能的普遍表达式： 普遍形式的莫尔定理 使用莫尔定理的注意事项： ④ M0(x)与M(x)的坐标系必须一致，每段杆的坐标系可 自由建立。 ⑤莫尔积分必须遍及整个结构。 ② M0——去掉主动力，在所求 广义位移 点，沿所求 广义位移 的方向加广义单位力 时，结构产生的内力。 ① M(x)：结构在原载荷下的内力。 ③ 所加广义单位力与所求广义位移之积，必须为功的量纲。 n = n P U ? ? d 第二卡氏定理 第二卡氏定理 使用卡氏定理的注意事项： ①U——整体结构在外载作用下的线弹性变形能 ② Pn 视为变量，结构反力和变形能等都必须表示为 Pn的函数 ③ ?n为 Pn 作用点的沿 Pn 方向的变形。 ④ 当无与 ?n对应的 Pn 时，先加一沿 ?n 方向的 Pn ，求偏导后， 再令其为零。 特殊结构（杆）的卡氏定理 电桥平衡原理 电阻变化后： U R1 R2 R4 R3 I1,2 I3,4 A B C D 电压输出桥 主应变与测量应变之间的关系 平面应力——光学定律 光程差： D s1 s1 s2 s2 平面偏振光通过受力模型 ①等倾线 引起的黑点的迹线形成的干涉条纹——等倾线 等倾线上，主应力方向相同且与偏振轴重合。 ②等差线 形成的干涉条纹——等差线 f——材料的条纹值。 a、反复加载，等倾线不变，等差线改变。 ③区分等倾线与等差线 b、同步旋转起偏镜与检偏镜，等倾线改变，等差线不变。 c、凭经验，等倾线较粗（一片黑），等差线较细（一条线）。 正交圆偏振场中的光强 正交圆偏振场中，无等倾线。故等差线比较清晰。 一、循环特征： 三、应力幅： 二、平均应力： sm smin smax T t s sa ?r0 与 ?r 的关系： K? —有效应力集中系数； ?? —尺寸系数； ? —表面质量系数。 如果循环应力为剪应力，将上述公式中的正应力换为剪应力即可。 对称循环下 ，r= -1 。上述各系数均可查表而得。 对称循环的疲劳强度条件 应力速率对材料力学性能的影响 应力速率与屈服极限的关系 0 20 40 60 80 100 320300280260240220200 ss (MPa) s (MPa/s) · 温度对材料力学性能的影响 但在260°以前随温度的升高， ?b反而增大，同时?、?却减小。但象低碳钢这种在260°以前的特征，并非所有的刚都具有。 总趋势: 温度升高,E、?S 、?b下降； ?、? 增大。 0 100 200 300 400 500 216177137700600500400300200100 10090 80 70 60 50 40 30 20 10 E d 温度和时间对材料力学性能的影响?蠕变与应力松弛 1.蠕变： 在一定的高温下，即使构件上的应力不变，塑性变形却随时间而缓慢增加，直至破坏。这种现象称为蠕变。 注意：应力没增加，杆自己在长长！ P 经过较长时间后 P 加静载 构件的工作段不能超过稳定阶段！ e t O A B C D E 不稳定阶段 稳定阶段 加速阶段 破坏阶段 e0 材料的蠕变曲线 2.应力松弛： 在一定的高温下，构件上的总变形不变时，弹性变形会随时间而转变为塑性变形，从而使构件内的应力变小。这种现象称为应力松弛。 杆也是自己长了一段！ 经过较长时间后卸载 加静载 冲击荷载下材料力学性能 1.冲击试验试件 40 55 40 55 10 10 10 10 2 R 0.5 2 R1 V型切口试样 U型切口试样 试件 * 第二部分 复杂变形部分 总 复 习 压杆稳定 能量方法 实验应力分析 交变应力 材料力学性能的进一步分析 第一部分 基本变形部分 拉