材料的失效分析及強(qiáng)度設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

1、第五節(jié)材料的失效分析及強(qiáng)度設(shè)計(jì)準(zhǔn)則掌握常用工程材料在常溫、靜載條件下的力學(xué)性能 及材料失效分析的基本方法設(shè)計(jì)準(zhǔn)則重點(diǎn)：低碳鋼的拉伸試驗(yàn)難點(diǎn)：構(gòu)件的強(qiáng)度失效判據(jù)與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則引入課題-復(fù)習(xí)提問-講解新課-練習(xí)-總結(jié)備注授課 內(nèi) 容第五節(jié)材料的失效分析及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則一、復(fù)習(xí)提問梁彎曲時(shí)，最大正應(yīng)力是否一定發(fā)生在彎矩最大的橫截面上？為什么？二、導(dǎo)入新課構(gòu)件是由工程材料制成的，學(xué)習(xí)工程材料力學(xué)性能的知識(shí)是為正確選用材 料、合理設(shè)計(jì)構(gòu)件奠定必要的理論基礎(chǔ)。三、講授新課第一節(jié)常用工程材料在軸向拉伸與壓縮時(shí)的力學(xué)性能材料的力學(xué)性能構(gòu)件材料抵抗破壞的能力及其受力后的變形規(guī)律稱為 一、材料的拉伸實(shí)驗(yàn)試件的基本條件:do

2、圓截人田心_矩胡4面尺寸:<=11力 3A1/2 或 5.6A圓形截面:矩形截面:-應(yīng)變曲線:L=5d 或 10 dL=11。3A1/2 或 5。65A1/21、低碳鋼的應(yīng)力1）彈性階段（oa,aa' ）應(yīng)變成正比，變性屬于彈性變形。2）塑性階段（bc）應(yīng)力不再增加，應(yīng)變卻迅速增加，試件表面出現(xiàn)滑移線3）強(qiáng)化階段（cd）應(yīng)變不成正比4）頸縮斷裂階段（de）L1 - L x 延伸率 =100%LA - Ai x截面收縮率'"=100%A比例極限op 彈性極限ere屈服極限bS：材料力學(xué)性能的重要指標(biāo)，塑性材料的失效標(biāo)志 抗拉強(qiáng)度bb：脆性材料的失效標(biāo)志2、鑄鐵拉伸

3、（脆性材料） 鑄鐵等脆性材料在拉伸時(shí)，變形很小，應(yīng)力應(yīng)變曲線圖沒有明顯的直線部分,(T通常近似認(rèn)為符合胡克定律。其抗拉強(qiáng)度應(yīng)力應(yīng)變圖特點(diǎn)：無明顯的直線部分無明顯的屈服間段無縮頸間段3、低碳鋼和鑄鐵壓縮時(shí)的力學(xué)性能1）低碳鋼壓縮時(shí)無抗壓強(qiáng)度2）鑄鐵壓縮時(shí)的抗壓強(qiáng)度（b bc）是抗拉強(qiáng)度（b b）的4、5倍第二節(jié)強(qiáng)度失效判據(jù)與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則1、許可應(yīng)力與安全因數(shù)a）強(qiáng)度失效判斷i. 當(dāng)構(gòu)件承受的載荷達(dá)到一定的大小時(shí)，其材料就會(huì)在應(yīng)力狀態(tài)最危險(xiǎn)的一點(diǎn)處發(fā)生強(qiáng)度失效。其表現(xiàn)形式如：鑄鐵拉伸和扭轉(zhuǎn)時(shí) 的突然斷裂、低碳鋼拉伸、壓縮、扭轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的較大的塑性變形 等。ii. 建立材料的失效判據(jù)，是通過對(duì)材料的有限試驗(yàn)完成的。如低碳鋼材料在拉伸和壓縮時(shí)，以出現(xiàn)顯著塑性變形的屈服極限b s或以出現(xiàn)斷裂的抗拉強(qiáng)度 b b作為材料的失效判據(jù)；而鑄鐵材料在 拉伸和壓縮時(shí)，以出現(xiàn)破壞的抗拉強(qiáng)度b b作為材料的失效判據(jù)。b）許用應(yīng)力：在工程實(shí)際中，為了保證受力構(gòu)件的安全，用大于 1的系 數(shù)除以失效極限應(yīng)力，做為構(gòu)件工作應(yīng)力的極限值，成為許用應(yīng)力， 記彳 0-：對(duì)于塑性材料：b】=；或 b】=nsnb對(duì)于脆性材料：【（T=n b對(duì)于扭轉(zhuǎn)時(shí)強(qiáng)度失效判斷則有