青海大学-化工设备机械基础-第七章.ppt

第一节 回转壳体中的薄膜应力 第二节 圆形平板承受均匀载荷时的弯 曲应力 第三节 边界区内的二次应力 第四节 强度条件 nnnnnnn xv 第四节 强度条件 一、关于弹性失效的设计准则： 容器上一处的最大应力达到材料在设计温度下 的屈服点，该容器即告破坏。 二、不同应力状态下的强度条件 1、单应力状态下的强度安全条件： 单向、二向（双向）、三项应力状态 2、二向或三向应力状态下的强度条件 双向或三向拉伸的薄膜应力有必要找一 个能够代表其应力的“相当应力”，这个“相 当应力”是根据强度理论对其各个应力进行 组合后得到的。因此，其危险点处的薄膜 应力 强度条件应当为 由薄膜理论,圆筒壁内应力为经向应力、环 向应力、法向应力（被认为是0）。 则三项主应力为： 三 、 强度理论及其相应的强度条件 强度理论是判断材料在复杂应力状态 下是否破坏的理论。材料在外力作用 下有两种不同的破坏形式：一是在不 发生显著塑性变形时的突然断裂，称 为脆性破坏;二是因发生显著塑性变形 而不能继续承载的破坏，称为塑性破 坏。破坏的原因十分复杂。 第一强度理论（最大拉应力理论）：其表述 是材料发生断裂是由最大拉应力引起，即最大拉 应力达到某一极限值时材料发生断裂。 在简单拉伸试验中,三个主应力有两个是零，最大 主应力就是试件横截面上该点的应力，当这个应 力达到材料的极限强度b时，试件就断裂。因此 ，根据此强度理论，通过简单拉伸试验，可知材 料的极限应力就是b。于是在复杂应力状态下， 材料的破坏条件是1=b 考虑安全系数以后的强度条件是1 注：上式中的1必须为拉应力。在没有拉应力的 三向压缩应力状态下，显然是不能采用第一强度 理论来建立强度条件的。 第二强度理论（最大拉应变理论）：这个理 论认为，使材料发生断裂破坏的主要因素是最大 拉应变亦即，不论材料在什么复杂应力状态下 ，只要最大拉应变达到了简单拉伸发生破坏时的 极限值 时，就会引起材料的断裂破坏因此破坏 条件为 ， 假设材料在断裂破坏前，始终服从虎克 定律，即 = ，则把广义虎克定律代入上式后 ，可得出以主应力表示的破坏条件将 除以安全系 数，得许用应力，于是据此理论建立的强度条件 为 1- (2+3) 这个理论可以较好地解释岩石等脆性材料在单向 压缩时沿纵向开裂的脆断现象，但并不为金属材 料的试验所证实。 第三强度理论（最大切应力理论）：表述是 材料发生屈服是由最大切应力引起的。当作用在 构件上的外力过大时，其危险点处的材料就会沿 最大剪应力所在截面滑移而发生屈服破坏。该理 论对屈服破坏原因所作的假说是：最大剪应力是 引起材料屈服破坏的因素，即不论是什么样的应 力状态，只要构件内一点处的最大剪应力达到某 一极限，材料就会发生屈服破坏。 按第三强度理论所建立的强度条件是： =(1-3) 第四强度理论（形状变形比能理论）：表 述是材料发生屈服是畸变能密度引起的。 物体在外力作用下会发生变形，这里所说 的变形，既包括有体积改变也包括有形状 改变。