第十章強(qiáng)度理論講稿

第十章強(qiáng)度理論一、教學(xué)目標(biāo)掌握強(qiáng)度理論的概念。了解材料的兩種破壞形式（按破壞現(xiàn)象區(qū)分）。了解常用的四個強(qiáng)度理論的觀點(diǎn)、破壞條件、強(qiáng)度條件。掌握常用的四個強(qiáng)度理論的相當(dāng)應(yīng)力。了解莫爾強(qiáng)度理論的基本觀點(diǎn)。會用強(qiáng)度理論對一些簡單的桿件結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度計算。二、教學(xué)內(nèi)容講解強(qiáng)度理論的概念及材料的兩種破壞形式。講解常用的四個強(qiáng)度理論的基本觀點(diǎn)，并推導(dǎo)其破壞條件從而建立強(qiáng)度計算方法。介紹幾種強(qiáng)度理論的應(yīng)用范圍和各自的優(yōu)缺點(diǎn)。簡單介紹莫爾強(qiáng)度理論。三、重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：強(qiáng)度理論的概念、常用的四個強(qiáng)度理論的觀點(diǎn)、強(qiáng)度條件及其強(qiáng)度計算。難點(diǎn)：常用四個強(qiáng)度理論的理解；危險點(diǎn)的確定及其強(qiáng)度計算。四、教學(xué)方式采用啟發(fā)式教學(xué)，通過提問，引導(dǎo)學(xué)生思考，讓學(xué)生回答問題。脹五、計劃釣學(xué)時搞詞2寶學(xué)時曉六、實施萄學(xué)時屠七、講課餡提綱魂(名一煩)如為什么需途要強(qiáng)度理已論及強(qiáng)度錯理論的概帳念？狐1遣、為什么具需要強(qiáng)度蛛理息論可(熄回顧基本義變形下強(qiáng)閃度條件的阿建立）壯2干、復(fù)雜應(yīng)寺力狀態(tài)下盞的強(qiáng)度條餡件是什么丸？怎樣建晨立？客3振、強(qiáng)度理容論的概念上4御、四個強(qiáng)稅度理論及濾其相當(dāng)應(yīng)則力激(仙二蒼)借四個強(qiáng)度師理論哨第一強(qiáng)度珍理造論魚—若—傍最大拉應(yīng)汁力理論局第二強(qiáng)度膨理翠論透—綠—評最大拉應(yīng)兩變理論巷第三強(qiáng)度尸理績論掠—木—偶最大剪應(yīng)數(shù)力理論襲第四強(qiáng)度臟理旦論濃——疑(設(shè)三憂)炕相當(dāng)應(yīng)力μ簽(泛四意)身復(fù)雜應(yīng)力捏狀態(tài)下強(qiáng)小度條件的膜表達(dá)式漏σ凈r掀≤踢[事σ域]汽(鍬一獨(dú))顆為什么需戒要強(qiáng)度理膜論？強(qiáng)度鏈理論的概垂念班1澆、回顧構(gòu)軋件處于簡皆單變形下裹的強(qiáng)度條臺件的建立繼[仍拉、彈壓購]妙注（單向團(tuán)）弄黃襲率門圖田10-1手強(qiáng)度條件久：猜，授由試驗得條[爺扭獅轉(zhuǎn)筍]卡（雙向）怎圖輛10-2敬強(qiáng)度條件咱：畜，妥由試驗得幟[興彎頭曲滅]等（二向）燃強(qiáng)度條件團(tuán)（上下邊偏緣點(diǎn)）：士中性層處槳：贏（濃、惜由試驗得濤）愉為什么可炮以這樣來簡建立強(qiáng)度倉條件？因為：羽⑴駛構(gòu)件內(nèi)的串應(yīng)力狀態(tài)蔽比較簡單貸；垂⑵悉用接近這防類構(gòu)件受魔力情況的耍試驗裝置廟測定極限井應(yīng)力值比柱較容易實忽現(xiàn)。偶2矩、復(fù)雜應(yīng)滴力狀態(tài)下排的強(qiáng)度條險件是什么宴？怎樣建至立？戶復(fù)雜應(yīng)力樓狀態(tài)單元牢體辯圖止10-3爹它的強(qiáng)度恰條件是：域σ攔x棗≤猜[鏟σ鄙]所、店σ旺y棄≤旁[稿σ箏]報殺跳嗎？風(fēng)τ約x刑≤升[撐τ圖]甚、醒τ登y眾≤云[繭τ壁]不是！凈實踐證明農(nóng)：勵⑴問強(qiáng)度連與蒼σ嚇、焰τ攝均有關(guān)，坊相互影響例：迫易剪續(xù)斷劫毯雜役惑叫叮不易剪斷石就象推動闖某物一樣摩：蓄易浙動激觀阿北差嗽雷幕不易悠動灘董刮圖踢10-4惡時⑵火強(qiáng)度咬與徹σ傅x式、碰σ還y剪、況σ停z賀(凍σ啄1雙、央σ嫩2扯、蛛σ政3冊)孫間的比例慈有關(guān)徑圖脈10-5吊σ陸1政=異σ符2燦=0義牧刪斷霧產(chǎn)榆購σ伍1字=刊σ哈2億=勇σ責(zé)3環(huán)哥單向壓縮瞞，極易破謝壞的肺似只幫惰三向均有棋受壓，極旅難破壞滅那么，復(fù)貧雜應(yīng)力狀煌態(tài)下的強(qiáng)貼度條件怎予樣建立？味模擬實際廢受力情況四，通過實旁驗來建立恭？不行??！某因強(qiáng)為場稈給σ憐x肌σ斯y劇舟占有無窮的功比例關(guān)系兇，實驗無松窮無盡，階不可能完吼成。σz怎么辦？濁長期以來譽(yù)，隨著生氧產(chǎn)和實踐芽的發(fā)展，押人們在大戴量觀察和疤研究了各嫁種類型的逃材料在不齊同受力條而件下的破第壞情況，勵根據(jù)對材駁料破壞現(xiàn)戰(zhàn)象的分析抗，提出了蘆各種各樣紫的假說，福認(rèn)為材料具某一類型除的破壞是列由于某種運(yùn)因素所引脆起的，并臨通過簡單逼的試驗來堵推測材料辛在復(fù)雜應(yīng)芽力狀態(tài)下鄉(xiāng)的強(qiáng)度，辮分析其極裁限條件，云從而建立辨強(qiáng)度條件兇。般3玉、強(qiáng)度理請論的概念變何謂強(qiáng)度制理論？科假說材料如某一類型繁的破壞是射由于某種磨因素所引孔起的，這墊種假說就失稱為強(qiáng)度林理論。姨(趙二憑)朵四個強(qiáng)度銀理論饒第一強(qiáng)度毯理病論忍—剪—盜最大拉應(yīng)雀力理論宋假說：決像定材料產(chǎn)罷生斷裂破妨壞的主要習(xí)因素是單助元體的最鴉大拉應(yīng)梳力續(xù)σ擔(dān)1喇即：不論媽在什么樣訂的復(fù)雜應(yīng)棵力狀態(tài)下慧，只要構(gòu)筐件內(nèi)一點(diǎn)鋤處的三個性主應(yīng)力中努的最大拉講應(yīng)狡力旋σ劉1賴到達(dá)材料所的極限值簡時，材料灣就會發(fā)生孟脆斷破壞應(yīng)。盜破壞條件破：惜招已σ罩1盈=蹈σ敢b嗽+統(tǒng)鑒頂誰鉗鞋騰錄材料在拉賊伸試驗中較發(fā)生脆斷捷的極限應(yīng)喚力輸強(qiáng)度條件暴：碌窮洽摩σ銳1漢≤躺[柿σ施]=辭────瞞────福──麥─倘（共A捕）評價：典1舞、只考慮嗓三個主應(yīng)朋務(wù)中冰的瓣σ需1念，而沒有銹考慮較小嶄的胞σ嫁2士、根σ圣3方；弱2漆、無法解蓄釋下列現(xiàn)池象：犯⑴段塑性材料尼：均頑鏡簡單拉伸謎時，材料含在屈服階景段沿酒著申45曬°鼠斜面發(fā)生效滑移，而逼并不從最壺大拉應(yīng)離力凍σ世1酬所在的橫例截面上拉尼斷。鋸⑵報脆性材料換：冶前僵簡單壓縮振時頃圖鉆10-6候⑶爸三向均勻眾受壓犧：配σ美1蔽=拍σ順2會=鍬σ疑3坐材料極不悉容易破壞度，甚至超吩過極限應(yīng)描力幾倍、嬸十幾倍也冶不破壞（鮮如海底巖駛石）末3蹲、此理論憲只對少數(shù)濱脆性材料帽受簡單拉廣伸的情況冰才是正確蠻的（鑄鐵涼拉伸）互因此更名譽(yù)：最大拉虎應(yīng)力理論剖（最大正左應(yīng)力理鮮論捎—衣—櫻該理論在窗十七世紀(jì)柳由伽利略須提出，距哥今已有三毛百多年歷稈史，最早回提出：第全一惱.脖第二強(qiáng)度把理銀論秘—瞧—彈最大拉應(yīng)租變理論蝶假夸說豐:恥買決定材料猛發(fā)生斷裂贈破壞的主轉(zhuǎn)要因素是遣單元體的淡最大拉應(yīng)穴變汁雅依即稅:鍋安不論在怎商么復(fù)雜的業(yè)應(yīng)力狀態(tài)醫(yī)下，只要膊構(gòu)件內(nèi)一作點(diǎn)處的最猛大拉應(yīng)田變峰料ε勒1董達(dá)到了材蜘料的極限諸值天ε陡°遷，材料就綠會發(fā)生斷丟裂破壞。暑破壞條件費(fèi)：暈滲民=哈乒患──宏脆斷破壞身時極限應(yīng)乏力遲為統(tǒng)一起氏見，將此原條件改奏用蚊σ緞來表示，鋼根據(jù)虎克皮定律：朗俘─柄─主將此式代聰入上式得：葛強(qiáng)度條件蟲：擇普────竄────場────種─今（失B同）評價：為1父、此理論察與脆性材祥料簡單拉撓伸試驗結(jié)盆果相結(jié)合紡，也可解但釋脆性材腹料的壓縮符破壞。借據(jù)此理論溝可解釋：甲圖援10-7倚2玻、根據(jù)此甘理論，二統(tǒng)向、三向爹受拉應(yīng)力綠狀態(tài)比單唇向應(yīng)力狀飯態(tài)更安全槐，更容易劍承載，但貞這個結(jié)論嚇被實驗結(jié)剖果所否定衰?？儓D射10-8患更安全嗎遵？殘否停!延3辛、三向均蓬勻受壓不室易破壞這應(yīng)一現(xiàn)象，色第二強(qiáng)度唯理論也無在法解釋。勤第三強(qiáng)度膛理現(xiàn)論炮—貨—擠最大剪應(yīng)波力理論下假說：決掛定材料塑惜性屈服破狼壞的主要芝因素是單耳元體的最侵大剪應(yīng)忘力番τ職max檢咬。撤破壞條件雙：煩（舒—茄—灶拉伸時，揀，勿）感復(fù)雜應(yīng)力殘狀態(tài)下：鍛帶入上式圣得惡：拳鴨未強(qiáng)度條件邪：嬸────嘗────宿───止─吧（攏C齊）評價：小1麥、此理論掠能滿意地旅解釋下述切現(xiàn)象：也⑴針?biāo)苄圆牧襄a單向拉伸姥時奴，共45窩°杜斜面搞有半τ潔max竊，滑移線桂。舍⑵剩脆向材料撐軸向壓縮脹時大致與雪軸線沖成失45普°也方向斜面遮破壞。托⑶裝三向均勻故受壓（侮σ網(wǎng)1桶-級σ文3卵=非0裂，貸即枝τ蜻=雨0蜜、擺τ篇max亦=遲0投，應(yīng)力圓齊上是個點(diǎn)憂圓）材料濁極不容易掏破壞的現(xiàn)笨象。筋2仰、這個理援論沒有考隊?wèi)]御σ鞠2輕的影響，縮顯然是個求缺陷。窄3譜、這個理勢論不能解襯釋：令⑴夏脆性材料東簡單拉伸放，并不在酷τ佩max稅面上破壞辟。藏⑵心三向均勻厘受拉，也帥應(yīng)該不易污破壞絞（推∵圓同樣也是廉個點(diǎn)圓奴，肯τ脹=夏0復(fù)）。頸以上三個載理論是十錘七世紀(jì)提少出來的，衡因此稱為嶄古典三理國論。備第四強(qiáng)度曲理秤論油—牽—且均方根剪瘋應(yīng)力理論崗假設(shè)：決蟻定材料塑舟性屈服破似壞的主要距因素是單槳元體的均葉方根剪應(yīng)賢力著。這個均太方根剪應(yīng)豆力欣在數(shù)量上務(wù)與單元體李的三對主拍剪應(yīng)力。、、有關(guān)圍可表達(dá)成杜下式：找即：不論滲在什么樣俘的復(fù)雜應(yīng)翠力狀態(tài)下弊，只要構(gòu)獄件內(nèi)一點(diǎn)默處的均方林根剪應(yīng)力王達(dá)到單向?qū)だ瓑何ｋU販狀態(tài)時的賽均方根剪諸應(yīng)力標(biāo)時，材料弊就要發(fā)生罷塑性屈服思破壞。抬則破壞條巖件：芹而單向拉襲壓情況下叨：符于是，強(qiáng)幸度條件：礦───膠─才（呀D匹）評價：綢1萍、在二向走應(yīng)力狀態(tài)關(guān)下，試驗廊資料表明災(zāi)：按這個漲理論計算歉所得的結(jié)把果，基本巾上與試驗魄結(jié)果相符投，它比第隙三強(qiáng)度理余論更接近序?qū)嶋H情況炊。臺2震、該理論誠能滿意解弄釋三向均菌勻受壓不優(yōu)易破壞的窩現(xiàn)象。慮3少、在機(jī)械茫制造工業(yè)娘中，第四逝強(qiáng)度理論別和第三強(qiáng)襖度理論都嚇得到廣泛蜘的應(yīng)用。輔第四強(qiáng)度朗理累論方—倚—界形狀改變氣比能理論將些貝又稱懸：言閥能量理種論之u板均方根剪么應(yīng)力理論娛假設(shè)：決虛定材料達(dá)賣到危險狀血態(tài)的主要革因素是單即元體的形刑狀改變比酒能嘗u價d哈.農(nóng)否來即：不論友在什么樣掌的復(fù)雜應(yīng)傻力狀態(tài)下沸，只要構(gòu)預(yù)件內(nèi)一點(diǎn)廉處的形狀甜改變比能預(yù)u柏d莊達(dá)到了材為料在單向疲應(yīng)力狀態(tài)柴下進(jìn)入危晚險狀態(tài)時檢的形狀改檢變比能射u咳d屋，它就處細(xì)于極限狀難態(tài)。勸破壞條件杰：廳u箭d釣=躲，材料在合單向應(yīng)力亦狀態(tài)下進(jìn)磁入危險狀撒態(tài)時的形駱狀改變比宏能敞,融門強(qiáng)度條件戴：始────救─宗─智（浪D或’田）評價：珍1羞、這個理縫論的本質(zhì)南仍然是剪窯應(yīng)力是使擱材料達(dá)到沫危險狀態(tài)淺的決定因器素。姓2總、這個理欺論能滿意悼地解釋三以向均勻受論壓極不容易易破壞的訪現(xiàn)象。組3抄、這個理據(jù)論不能解惕釋：誦⑴撥脆性材料矮在簡單拉裳伸時發(fā)生涉脆斷的情述況；燕⑵墾三向均勻勁受拉，按綢此理論材宣料不會發(fā)脾生破壞，投這與事實成不符。翅4天、試驗資晃料表明：透由這一理碌論計算所溜得的結(jié)果命基本上與火試驗結(jié)果摧相符，它匠比第三強(qiáng)夜度理論更摟接近實際蝕情況。趟(蹈三序)罪相當(dāng)應(yīng)力謊綜合公式傭（敬A獄）、愁（顧B涉）、積（承C喜）、辟（孤D微），按四咬個強(qiáng)度理宿論所建立席的強(qiáng)度條真件，可寫博成統(tǒng)一的粒形式：毒σ欠r傷≤欺[笑σ瓦]獅式中的笛σ豐r壩是根據(jù)不沒同的強(qiáng)度踏理論所得悶到的復(fù)雜萬應(yīng)力狀態(tài)累下幾個主劍應(yīng)力的綜憂合值。這續(xù)種主應(yīng)力林的綜合值摩和以它作恒為軸向拉天伸時的拉顧應(yīng)力在安滋全程度上演的是相當(dāng)估的，通常囑稱妖σ忘r妨為相當(dāng)應(yīng)棍力。茂四個強(qiáng)度瞞理論的相送當(dāng)應(yīng)力表傾達(dá)式分別剩為μ潮(防四澆)鈴強(qiáng)度理論艘的選用賄一般說來莊：賤第一、二狠強(qiáng)度理論撞用于脆性扛材料；妻第三、四捏強(qiáng)度理論丑用于塑性聯(lián)材料。乓例獄題削10-1煮引栗有一鑄鐵濾制成的構(gòu)奴件，其危輝險點(diǎn)處的夸應(yīng)力狀態(tài)紹如圖所示膊。材尺料的容許位拉應(yīng)錘力怖[效σ因+最]=35蠶MPa汪,栽壓應(yīng)嗎力瓜[路σ插-辟]=12迷0MPa耐,俘試校核此挑構(gòu)件的強(qiáng)襖度。艘圖刮10-1某0承解姑：予1幼、計算主購應(yīng)力，，持2餡、強(qiáng)度理那論選用。最∵新鑄鐵是脆厲性材睡料遺垃長∴騰采用第一育強(qiáng)度理論風(fēng)校核房3蝕、結(jié)論：抹根據(jù)第一爹強(qiáng)度理論虜?shù)挠嬎憬Y(jié)躍果可知。納該構(gòu)件強(qiáng)民度足夠。源例估題皂10-2蓬坑備在鋼叫材瓣Q陰235槐制成的構(gòu)惰件中的危胡險點(diǎn)處取虎應(yīng)力狀態(tài)帝如圖所示植。已知鋼普的陽[溉σ波]=17座0MPa健,穴試校核強(qiáng)鏟度。值圖凈10-9戶解塌：飄1辣、計算主巖應(yīng)力蛛根據(jù)應(yīng)力蛇狀態(tài)，分瀉別求出怖MPa牌航MPa罵禮MPa裕2斗、強(qiáng)度理辮論選用孝Q浙235踏—垮塑性材料售，采用第非三或第四衛(wèi)強(qiáng)度理論重校核現(xiàn)3塊、分析與圣討論南根據(jù)第三六強(qiáng)度理論越。該構(gòu)件西安全曠∵粱∴勿滿足第三叉強(qiáng)度則第志四理論必馳然滿足。博例女題行10-3炕屑劉單元體如埋圖所示，斧材料的泊猛松涂比部μ奶=0.領(lǐng)3鏡。繡圖既10-1旱1壺⑴叢求主應(yīng)力港，并在單望元體圖中癢表示出主間應(yīng)力及其淺作用平面慶；眉⑵熔若用第二粉強(qiáng)度理論鄰進(jìn)行強(qiáng)度劫計算，試