现代机械强度引论1 绪论.ppt

**现代机械强度理论及应用*掌握三大问题为什么要学习本课程？即了解强度研究的重要地位。常规与现代机械强度理论的区别和联系。研究生的学习目的、学习方式。*1绪论1.1学习机械强度的目的和意义1.2机械强度研究的内容1.3常规机械强度理论1.4现代机械强度理论1.5本课程的任务与要求参考文献复习思考题*1.1学习机械强度的目的和意义机械设计与机械强度功能环境重量经济性安全性质量……材料结构强度1.1学习机械强度的目的和意义*强度*1.1学习机械强度的目的和意义什么是强度？材料、机械零件或构件抵抗外力而不发生失效的能力。是机械的最基本的要求机械强度学是机械工程中一门重要的应用基础学科。它以材料学、机械学和力学为基础，与光学、电学、磁学、声学等现代测试手段与计算机技术、信息处理及图像处理等高新技术相结合，是高度综合的工程技术学科。*失效：产品不能完成预定功能承载变形振动摩擦腐蚀……强度：抵抗失效的能力强度与失效（广义与狭义）1940年美国西海岸华盛顿州世界第三的Tacoma大桥，中央跨距853m，悬索桥结构，建成四个月在19ms-1的小风下塌毁。*1.2机械强度研究的内容材料强度结构强度指机械零件和构件的强度。涉及到力学模型的简化、应力分析方法、材料强度、强度准则、寿命估算以及安全系数等问题。在不同的影响因素下，材料的各种力学性能指标。根据材料性质、载荷性质和环境条件等的不同，可以做不同的分类。*影响材料强度的因素材料的化学成分；加工工艺；热处理；应力状态；载荷性质；加载速率；温度和介质等。*按材料性质分类脆性材料强度：研究脆性材料的强度问题；塑性材料强度：塑性材料的强度问题；带裂纹材料强度：研究含裂纹体材料的强度问题。*按载荷性质分类静强度：材料在静载荷下的强度；冲击强度：材料在冲击载荷下的强度，是金属材料抵抗冲击破坏的能力；疲劳强度：材料在循环载荷作用下的强度。*按环境条件分类高温强度；低温强度；腐蚀强度等。*力学模型的简化在进行结构强度计算时，需要根据零件和构件的不同形状，将其简化为杆、杆系、板、壳、块和无限大物体等力学模型，不同的力学模型有不同的强度计算方法。*1.3常规机械强度理论常规的强度理论体系：材料力学弹性力学塑性力学…等一系列学科理论知识***1.3常规机械强度理论设计计算步骤：由理论力学确定零构件所受外力；由材料力学（有时采用弹性力学或塑性力学）计算其内力；由机械原理和机械零件确定其结构尺寸和形状；计算该零构件的工作应力或安全系数。1.3常规机械强度理论应力计算、实测许用应力由材料、结构及工况规定工作安全系数计算许用安全系数根据工况等规定*影响安全系数的因素零部件重要程度的影响：K1载荷及应力计算的准确程度的影响：K2不同失效形式的影响：K3应力集中的影响：K4截面尺寸的影响：K5表面加工状态的影响：K6检验质量的影响：K7*静应力下安全系数塑性材料脆性材料*零部件重要程度系数：K1*应力计算的准确度系数：K2计算公式准确，所有作用力及应力已知时，取K2=1.0；计算公式或图表，使计算所得应力较实际应力高时，取K2=1.0；计算应力较实际应力低，根据两者之差异，可选取K2=1.05—1.65；*失效形式影响系数：K3规定拉伸失效为理想失效，该失效形式下的强度极限为拉伸强度极限，K3=1.0；则在其它失效形式下，K3值分别为：塑性材料脆性材料疲劳破环*1.3常规机械强度理论特点：假设制造机械零构件的材料性能是均匀的、各向同性的、连续的实体；承受较为简单的载荷作用；应用弹性变形理论。应用于初期设计阶段——工程破坏？*1.3常规机械强度理论存在问题：应力的多轴性和变形的弹塑性；疲劳破坏的普遍性；疲劳与蠕变的交互作用；强度中的寿命计算；疲劳强度可靠性；局部应力应变分析；断裂力学；…应力分析断裂理论疲劳理论*