工业锅炉强度理论.ppt

§10－1 强度理论的概念 1. 建立强度条件的复杂性 利用强度理论建立强度条件 （1）对破坏形式分类； （2）同一种形式的破坏，可以认为是 由相同的原因造成的； （3）至于破坏的原因是什么，可由观 察提出假说，这些假说称为强度 理论; （4）利用简单拉伸实验建立强度条件。 §10－2 四个常用强度理论 及其相当应力 破坏形式分类 （一）脆性断裂理论 1. 最大拉应力理论 破坏原因：stmax （最大拉应力） 破坏条件：s1 = so （sb） 2. 最大伸长线应变理论 无论材料处于什么应力状态，只要最 大伸长线应变达到极限值，材料就发生脆 性断裂。 破坏原因：etmax （最大伸长线应变） 破坏条件：e1= eo （二）塑性屈服理论 1. 最大剪应力理论（第三强度理论） 无论材料处于什么应力状态，只要最 大剪应力达到极限值，就发生屈服破坏。 2. 形状改变比能理论 （第四强度理论，20世纪初，Mises） 无论材料处于什么应力状态，只要形状 改变比能达到极限值，就发生屈服破坏。 强度条件的一般形式 sr ≤ [ s ] §10－3 莫尔强度理论及其相当应力 莫尔强度理论是以各种状态下材料的破坏试验结果为依据，而不是简单地假设材料地破坏是由某一个因素达到了极限值而引起地，从而建立起来的带有一定经验性的强度理论 §10－5 各种强度理论的适用范围及其应用 1、各种强度理论的适用范围： （1）三轴拉伸时，脆性或塑性材料都会发生脆性断裂，应采用最大拉应力理论 （2）对于脆性材料，在二轴应力状态下应采用最大拉应力理论。如果抗拉压强度不同，应采用莫尔强度理论 例题2 已知：[s]=170 MPa, [t]=100 MPa, Iz=70.8×10－6 m4 , Wz=5.06×10－4 m3 例题2 例题2 2. 正应力强度校核 例题2 例题2 其余例题请课后阅读 关于受内压的圆筒式薄壁容器，其强度计算可参阅p.77的 例 10－6 题，题中结果可当作一般结论使用。 解：首先根据材料 和应力状态确定失效 形式，选择强度理论。 脆性断裂，最大拉应力 理论 ?max= ?1? [?t] 10 11 23 例 题1 其次确定主应力 例 题1 主应力为 ?1＝29.28MPa, ?2＝3.72MPa, ?3＝0 ?max= ?1 [?t] = 30MPa 结论：满足强度条件。 10 11 23 例 题1 ○ ○ ○ P P=200kN 420 420 2500 A B C D 120 280 14 14 8.5 z y 求：全面校核梁的强度。 ○ ○ ○ P P=200kN 420 420 2500 A B C D 解：1. 内力分析 作 Q, M 图， Mmax=84 kN·m Qmax=200 kN, C－或D＋ M Q 84 200 200 （kN） （kN·m） ○ ○ ○ ＜ [σ] 3. 剪应力强度校核 ＜ [t] ○ ○ ○ P P=200kN 420 420 2500 A B C D M Q 84 200 200 （kN） （kN·m） ○ ○ ○ 120 280 14 14 8.5 z y · K · K · K · K 120 280 14 14 8.5 z y · K 4.主应力校核 σ = 149.5 MPa, t = 74.1 MPa K点： ＞[σ] sr4=197 MPa ＞[σ] 结论：K点不满足强度条件，此梁不满足强度要求。 σmax * * 复杂应力状态的形式是无穷无尽的， 建立复杂应力状态下的强度条件，采用 模拟的方法几乎是不可能的，即逐一用 试验的方法建立强度条件是行不通的， 需要从理论上找出路。 脆性断裂 塑性屈服 无论材料处于什么应力状态，只要 最大拉应力达到极限值，材料就会发生 脆性断裂。 （第一强度理论） 强度条件: 适用范围: 脆性材料拉、扭； 一般材料三向拉； 铸