材料力學(xué)中四個常用古典強度理論課件.ppt

101強度理論的概念,1.建立強度條件的復(fù)雜性,復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)的形式是無窮無盡的，建立復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的強度條件，采用模擬的方法幾乎是不可能的，即逐一用試驗的方法建立強度條件是行不通的，需要從理論上找出路。,利用強度理論建立強度條件（1）對破壞形式分類；（2）同一種形式的破壞，可以認為是由相同的原因造成的；（3）至于破壞的原因是什么，可由觀察提出假說，這些假說稱為強度理論;（4）利用簡單拉伸實驗建立強度條件。,102四個常用強度理論及其相當(dāng)應(yīng)力,破壞形式分類,脆性斷裂塑性屈服,（一）脆性斷裂理論,1.最大拉應(yīng)力理論,無論材料處于什么應(yīng)力狀態(tài)，只要最大拉應(yīng)力達到極限值，材料就會發(fā)生脆性斷裂。,（第一強度理論）,破壞原因：stmax（最大拉應(yīng)力）破壞條件：s1=so（sb）,強度條件:,適用范圍:脆性材料拉、扭；一般材料三向拉；鑄鐵二向拉-拉，拉-壓（stsc）,2.最大伸長線應(yīng)變理論,無論材料處于什么應(yīng)力狀態(tài)，只要最大伸長線應(yīng)變達到極限值，材料就發(fā)生脆性斷裂。破壞原因：etmax（最大伸長線應(yīng)變）破壞條件：e1=eo,強度條件：s1n（s2+s3）sb/n=s適用范圍：石、混凝土壓；鑄鐵二向拉-壓（stsc）,（二）塑性屈服理論,1.最大剪應(yīng)力理論（第三強度理論）無論材料處于什么應(yīng)力狀態(tài)，只要最大剪應(yīng)力達到極限值，就發(fā)生屈服破壞。,適用范圍：塑性材料屈服破壞；一般材料三向壓。,破壞原因：tmax破壞條件:tmax=to,強度條件,2.形狀改變比能理論,（第四強度理論，20世紀(jì)初，Mises）無論材料處于什么應(yīng)力狀態(tài)，只要形狀改變比能達到極限值，就發(fā)生屈服破壞。,(MisessCriterion),破壞原因：uf（形狀改變比能）,強度條件：,破壞條件：,適用范圍：塑性材料屈服；一般材料三向壓。,（三）相當(dāng)應(yīng)力,強度條件中直接與許用應(yīng)力比較的量，稱為相當(dāng)應(yīng)力r,(形狀改變比能理論),(最大剪應(yīng)力理論),(最大拉應(yīng)力理論),（最大伸長線應(yīng)變理論）,強度條件的一般形式srs,（四）平面應(yīng)力狀態(tài)特例,已知：和試寫出:最大剪應(yīng)力理論和形狀改變比能理論的相當(dāng)應(yīng)力的表達式。,解：首先確定主應(yīng)力,20,最大剪應(yīng)力理論,形狀改變比能理論,r4=,103莫爾強度理論及其相當(dāng)應(yīng)力,莫爾強度理論是以各種狀態(tài)下材料的破壞試驗結(jié)果為依據(jù)，而不是簡單地假設(shè)材料地破壞是由某一個因素達到了極限值而引起地，從而建立起來的帶有一定經(jīng)驗性的強度理論,O,一、兩個概念：,1、極限應(yīng)力圓：,2、極限曲線：,3、近似極限曲線：,二、莫爾強度理論：任意一點的應(yīng)力圓若與極限曲線相接觸，則材料即將屈服或剪斷。,下面推導(dǎo)莫爾強度理論的破壞條件,整理得破壞條件,強度條件：,相當(dāng)應(yīng)力：,適用范圍：考慮了材料拉壓強度不等的情況，可以用于鑄鐵等脆性材料，也可用于塑性材料。當(dāng)材料的拉壓強度相同時，和第三強度理論相同。,105各種強度理論的適用范圍及其應(yīng)用,1、各種強度理論的適用范圍：（1）三軸拉伸時，脆性或塑性材料都會發(fā)生脆性斷裂，應(yīng)采用最大拉應(yīng)力理論（2）對于脆性材料，在二軸應(yīng)力狀態(tài)下應(yīng)采用最大拉應(yīng)力理論。如果抗拉壓強度不同，應(yīng)采用莫爾強度理論（3）對應(yīng)塑性材料，應(yīng)采用形狀改變比能理論或最大剪應(yīng)力理論（4）在三軸壓縮應(yīng)