應(yīng)力狀態(tài)和強度理論.ppt

1、8-1應(yīng)力狀態(tài)的概念8-2平面應(yīng)力狀態(tài)下任意斜截面上的應(yīng)力8-3主應(yīng)力和極限剪應(yīng)力8-4平面應(yīng)力狀態(tài)下的一些特殊情況8-5應(yīng)力圓8-6空間應(yīng)力狀態(tài)下任意點上的主應(yīng)力和最大剪應(yīng)力8-7廣義胡克定律8-8強度理論，第8章應(yīng)力狀態(tài)分析強度理論，1。問題提出，8-1應(yīng)力狀態(tài)的概念橫截面應(yīng)力：在不同方向通過一個點的橫截面上的應(yīng)力狀態(tài)被稱為給定點的應(yīng)力狀態(tài)。應(yīng)力，指出，2，一點應(yīng)力狀態(tài)的概念，研究應(yīng)力狀態(tài)的目的：找出一點應(yīng)力沿不同方向的變化規(guī)律，并確定最大應(yīng)力，從而充分考慮構(gòu)件失效的原因，建立合適的強度條件。3。點的應(yīng)力狀態(tài)描述。研究一個點的應(yīng)力狀態(tài)可以分析該點周圍的一個小六面體單元。每一邊都很長。標(biāo)記應(yīng)

2、力、應(yīng)力單位、空間應(yīng)力狀態(tài)、平面應(yīng)力狀態(tài)、4、應(yīng)力狀態(tài)分類。單向應(yīng)力狀態(tài)：只有一個主應(yīng)力不等于零，另外兩個主應(yīng)力等于零。雙向應(yīng)力狀態(tài)：兩個主應(yīng)力不等于零，另一個主應(yīng)力等于零的應(yīng)力狀態(tài)。三維應(yīng)力狀態(tài)：所有三維主應(yīng)力不等于零的應(yīng)力狀態(tài)。應(yīng)力狀態(tài)、平面應(yīng)力狀態(tài)的其他分類：單軸應(yīng)力狀態(tài)和雙軸應(yīng)力狀態(tài)的總稱。復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)：雙軸應(yīng)力狀態(tài)和三軸應(yīng)力狀態(tài)的總稱?？臻g應(yīng)力狀態(tài)：三維應(yīng)力狀態(tài)，簡單應(yīng)力狀態(tài)：單向應(yīng)力狀態(tài)。純剪應(yīng)力狀態(tài)：單元體上只有剪應(yīng)力，沒有正應(yīng)力。1。傾斜截面上的應(yīng)力計算、82任何傾斜截面上的應(yīng)力在平面應(yīng)力狀態(tài)下，空間問題都簡化為平面問題、-逆時針轉(zhuǎn)正。假設(shè)：斜截面面積為A，由分離體平衡：單元體

3、各面的面積可由剪應(yīng)力等效定理和三角變換得到：符號規(guī)定：1)符號“”與“”相同；2)“T A”的符號與“T”相同；3)“A”是斜面的外法線與X軸的正方向之間的角度，正方向為逆時針，負(fù)方向為順時針。注意：使用公式計算相應(yīng)的時間符號。討論：83主應(yīng)力和極限剪應(yīng)力，主平面和主應(yīng)力(平面狀態(tài)):主平面：零剪應(yīng)力平面。主應(yīng)力：作用在主平面上的法向應(yīng)力?？梢杂懻?1)、(2)的極端主應(yīng)力和主平面的方向、主平面的方向和主應(yīng)力的大小，并且可以確定兩個垂直的平面主平面，它們分別是最大法向應(yīng)力和最小法向應(yīng)力所在的平面。通過使等式(2)等于0，可以推導(dǎo)出主平面的方位角。3)、剪應(yīng)力t的極值a及其截面、最大剪應(yīng)力的位置

4、、xy平面上的最大剪應(yīng)力、將繪制在原始單位上。示例：對于圖中所示的單位，計算A坡和主平面的應(yīng)力和主應(yīng)力。(單位：兆帕)，300，40，50，60，解決方案：1。計算斜面的應(yīng)力、2。計算主應(yīng)力、主平面、3.彎曲(法向應(yīng)力和剪切應(yīng)力)，以單元體的第一個例子為例，S截面，S截面，這個方程只代表一個圓，叫做應(yīng)力圓，8 -5應(yīng)力圓。從上面的等式中去掉參數(shù)(2)，得到：1。應(yīng)力圓：中心：半徑：應(yīng)力圓：2。應(yīng)力對應(yīng)于雙轉(zhuǎn)角的半徑的角度是截面法線旋轉(zhuǎn)角度的兩倍。，d，a，c，b，e，主應(yīng)力單位，主平面和主應(yīng)力(與平面應(yīng)力狀態(tài)相同):主平面：零剪應(yīng)力平面。主應(yīng)力：作用在主平面上的法向應(yīng)力。主應(yīng)力排列規(guī)律：按代數(shù)

5、值由大到小。在一個點上總是有三對相互垂直的主平面，它們對應(yīng)于三個主應(yīng)力，8 -6?？臻g應(yīng)力狀態(tài)下任意點的主應(yīng)力和最大剪應(yīng)力；3)最大剪應(yīng)力位于整個單元體中的平面：1)從單元體來看，X平面是主平面之一；2)計算了yz平面的最大和最小正應(yīng)力。3)主應(yīng)力、4)最大剪應(yīng)力、(M Pa)，例如，計算圖中所示單元的主應(yīng)力和最大剪應(yīng)力。在兩個和三個方向上的應(yīng)力狀態(tài)：(廣義胡克定律)，1。單向應(yīng)力狀態(tài)：8 -7廣義胡克定律，3。廣義虎克定律的一般形式3360，一個邊長為a=10厘米的方形鋼塊被放置在槽形剛體中，鋼塊試圖在F=8 kN，E=200 GPa，=0.3時被發(fā)現(xiàn).解決方案：1)研究對象：2)通過應(yīng)用廣

6、義胡克定律：方形鋼塊，廣義胡克定律，我們可以找到平面應(yīng)力狀態(tài)下任意方向的正應(yīng)變：a，a 90，強度理論：8 -8強度理論，兩個構(gòu)件在靜載荷下(2)塑性屈服(流動):材料破壞前發(fā)生顯著的塑性變形，破壞截面中的顆粒是光滑的，它們大多發(fā)生在最大剪應(yīng)力平面上，如低碳鋼拉扭和鑄鐵壓縮。下面介紹四種常用的經(jīng)典強度理論。根據(jù)大量的失敗現(xiàn)象，人們通過判斷、推理和歸納，提出了關(guān)于失敗原因的各種假設(shè)，并找出了導(dǎo)致失敗的主要因素。經(jīng)過實踐檢驗，“不斷改進(jìn)”在一定范圍內(nèi)與實際相符，并上升到理論層面(為了建立復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的強度條件，提出了關(guān)于材料失效原因的假設(shè)和計算方法)。1.最大拉應(yīng)力理論(第一強度理論)，材料脆性

7、斷裂的主要因素是最大拉應(yīng)力達(dá)到極限值，構(gòu)件危險點的最大拉應(yīng)力和極限拉應(yīng)力是通過單軸拉伸實驗測得的，斷裂條件，2。最大伸長拉伸應(yīng)變理論(第二強度理論)，無論材料處于何種應(yīng)力狀態(tài)，只要發(fā)生脆性斷裂，都是由于最大拉伸應(yīng)變(線性變形)。通過單軸拉伸試驗測量了構(gòu)件危險點的最大伸長線應(yīng)變和極限伸長線應(yīng)變。斷裂條件，即無論材料處于何種應(yīng)力狀態(tài)，只要發(fā)生屈服(塑性流動)，它都是由于最大剪應(yīng)力達(dá)到某一極限值。最大剪應(yīng)力理論(第三強度理論)、最大剪應(yīng)力和構(gòu)件危險點處的極限剪應(yīng)力，通過單軸拉伸試驗、屈服條件和強度條件測得，實驗表明該理論能對塑性材料的屈服破壞給出滿意的解釋。它可以解釋材料在三維均勻壓縮下不會發(fā)生塑性變形或斷裂的事實。無論材料處于何種應(yīng)力狀態(tài)，只要發(fā)生屈服(塑性流動)，這是因為單元的最大形狀變化率可以達(dá)到極限值。4。通過單軸拉伸實