《强度理论教学》ppt课件

1、一 为什么需求强度实际及强度实际的概念二 常用的强度实际及其相当应力三 强度实际的选用一 为什么需求强度实际及强度实际的概念1、根本变形下强度条件的建立max,maxAFN拉压拉压maxmaxWM弯曲弯曲*maxzzsbISF剪切剪切改动改动maxpnWM正应力强度条件正应力强度条件剪应力强度条件剪应力强度条件式中式中,n为极限应力为极限应力n为极限应力为极限应力经过实验测定经过实验测定根本变形下的强度条件为什么可以这样建立？由于(1)构件内的应力形状比较简单单向应力形状纯剪应力形状(2)用接近这类构件受力情况的实验安装测定极限应力值比较容易实现。2、复杂应力形状下的强度条件是什么？怎样建立？

2、xxyy它的强度条件是： x、y 吗？ x、y不是！实际证明：(1)强度与、均有关，相互影响例：易剪断 不易剪断就象推进某物一样：易动 不易动 2强度与x、y、z (123)间的比例有关1=2=0 1=2=3 单向紧缩，极易破坏 三向均有受压，极难破坏石材123那么，复杂应力形状下的强度条件是什么？怎样建立？模拟实践受力情况，经过实验来建立？ 不行！由于(1)复杂应力形状各式各样，无穷多种； (2)实验无穷无尽，不能够完成；(3)有些复杂应力形状的实验，技术上难以实现怎样办？长期以来，随着消费和实际的开展，大量工程构件强度失效的实例和资料失效的实验结果阐明：虽然复杂应力状态各式各样，但是资料在

3、复杂应力形状下的强度失效的方式却是共同的，而且是有限的无论应力形状多么复杂，资料在常温静载作用下的主要发生两种强度失效方式：一种是断裂，另一种是屈服。 两种强度失效方式两种强度失效方式(1)屈 服流动： 资料破坏前发生显著的塑性变形，破坏断面粒子较光滑，且多发生在最大剪应力面上，例如低碳钢拉、扭，铸铁压。(2)(2)断断 裂裂 资料无明显的塑性变形即发生断裂，断面资料无明显的塑性变形即发生断裂，断面较粗糙，且多发生在垂直于最大正应力的截面较粗糙，且多发生在垂直于最大正应力的截面上，如铸铁受拉、扭，低温脆断等。上，如铸铁受拉、扭，低温脆断等。、强度实际的概念何谓强度实际？根据资料在不同应力形状下

4、强度失效共同缘由的假说，利用单向拉伸的实验结果，建立复杂应力形状下的强度条件，这就是强度实际。二 常用的强度实际及其相当应力1 常用的强度实际最大拉应力实际第一强度实际最大拉应力实际第一强度实际 无论资料处于什么应力形状无论资料处于什么应力形状,只需发生脆性断裂只需发生脆性断裂,都是由于微元内的最大拉应力到达了一个共同的极都是由于微元内的最大拉应力到达了一个共同的极限值。限值。 omaxmax123= bbomax ) 0(11max 最大拉应力实际最大拉应力实际b1 bb1n即即 11r1 1、未思索另外二个主应力影响，、未思索另外二个主应力影响，2 2、对没有拉应力的应力形状无法运用，、对

5、没有拉应力的应力形状无法运用，3 3、对塑性资料的破坏无法解释，、对塑性资料的破坏无法解释，4 4、无法解释三向均压时，既不屈服、也不破、无法解释三向均压时，既不屈服、也不破 坏的景象。坏的景象。实验阐明：此实际对于大部分脆性资料受拉应力作用，实验阐明：此实际对于大部分脆性资料受拉应力作用，结果与实验相符合，如铸铁受拉、扭。结果与实验相符合，如铸铁受拉、扭。最大拉应变实际第二强度实际最大拉应变实际第二强度实际1 无论资料处于什么应力形状无论资料处于什么应力形状,只需发生脆性断裂只需发生脆性断裂,都是由于微元内的最大拉应变都是由于微元内的最大拉应变 线变形到达简单线变形到达简单拉伸时资料的极限应

6、变值。拉伸时资料的极限应变值。 11231最大拉应变实际最大拉应变实际)(1321E= bEb1实验阐明：此实际对于一拉一压的二向应力形状的脆实验阐明：此实际对于一拉一压的二向应力形状的脆性资料的断裂较符合，如铸铁受拉压比第一强度实际性资料的断裂较符合，如铸铁受拉压比第一强度实际更接近实践情况。更接近实践情况。nEEb/)(1321即即)(3212r局限性：局限性：1 1、第一强度实际不能解释的问题，未能处理，、第一强度实际不能解释的问题，未能处理，2 2、在二向或三向受拉时，、在二向或三向受拉时， )(3212r11r似乎比单向拉伸时更平安，但实验证明并非如此。似乎比单向拉伸时更平安，但实验

7、证明并非如此。smax231max 2ss123= ss31 ss313nr实验阐明：此实际对于塑性资料的屈服破坏可以得到实验阐明：此实际对于塑性资料的屈服破坏可以得到较为称心的解释。并能解释资料在三向均压下不发生较为称心的解释。并能解释资料在三向均压下不发生塑性变形或断裂的现实。塑性变形或断裂的现实。)0(max 2、不能解释三向均拉下能够发生断裂的景象，、不能解释三向均拉下能够发生断裂的景象，3 3、不适用于脆性资料的破坏。、不适用于脆性资料的破坏。1 1、未思索、未思索 的影响，实验证明最大影响达的影响，实验证明最大影响达15%15%。20dduu123213232221d)()()(6

8、1Eu= s2s0d31Eus213232221)()()(21 ss2132322214)()()(21nr123r),(321fr复杂应力形状复杂应力形状相当应力形状相当应力形状已有简单拉已有简单拉压实验资料压实验资料强度实际强度实际强度条件强度条件2.2.相当应力及其表达式相当应力及其表达式11r)(3212r313r2132322214)()()(21r相当应力表达式：其次确定主应力其次确定主应力MPaxyyxyx28.29421222maxMPaxyyxyx72. 3421222min MPar3011 213232221)()()(21 =三 强度实际的选用1 1、选用强度实际时要

9、留意：破坏缘由与破坏方式的一、选用强度实际时要留意：破坏缘由与破坏方式的一致性，实际计算与实验结果要接近，普通致性，实际计算与实验结果要接近，普通第一、第二强度实际，适用于脆性资料拉断第一、第二强度实际，适用于脆性资料拉断第三、第四强度实际，适用于塑性资料屈服、剪断第三、第四强度实际，适用于塑性资料屈服、剪断2 2、资料的破坏方式与应力形状有关，也与速度、温度、资料的破坏方式与应力形状有关，也与速度、温度有关有关. .同一种资料在不同情况下，破坏方式不同同一种资料在不同情况下，破坏方式不同, ,强度实强度实际也应不同际也应不同. .如如铸铁：铸铁：单向受拉时，脆性拉断单向受拉时，脆性拉断第一、

10、第二第一、第二强度实际强度实际三向均压时，产生屈服破坏三向均压时，产生屈服破坏第三、第四第三、第四强度实际强度实际3 3、假设思索资料存在内在缺陷如裂纹，须利用断裂力、假设思索资料存在内在缺陷如裂纹，须利用断裂力学中的脆性断裂准那么进展计算。学中的脆性断裂准那么进展计算。低碳钢：低碳钢： 单向受拉时，产生塑性变形单向受拉时，产生塑性变形第一、第二第一、第二强度实际强度实际三向均拉时，产生断裂破坏三向均拉时，产生断裂破坏第三、第四第三、第四强度实际强度实际 知铸铁构件上危险点处的应力形状，如下图。假设铸铁拉伸许用应力为30MPa，试校核该点处的强度能否平安。231110(单位 MPa) 1222

11、22xyxyxmaxmin072. 328.29321，MPaMPa MPaMPa3028.291MPaMPa72.38.29 某构造上危险点处的应力形状如下图，其中116.7MPa，46.3MPa。资料为钢，许用应力160MPa。试校核此构造能否平安。221222222xyxyx22322 31 224 21323222121 223MPa0 .149MPa6 .141图示为一矩形截面铸铁梁，受两个横向力作用。BACB1BCACBFFaaABCAB2m2mFCFq1m1mDE300126159MPa120AyFByFzbacKNFKNFByAy105,75maxMmax maxQFmax Q

12、FM、分析：分析：1 1、能够的危险点：、能够的危险点：300126159zybacb单向应力形状单向应力形状a平面应力形状平面应力形状c纯剪应力形状纯剪应力形状2、危险点的应力形状：、危险点的应力形状：图sF(-)5852075(-)(+)(+)756520AyFAB2m2mFCFq1m1mDEByF图MKNFKNFByAy105,75KNMKNFs75,85maxmax,左C右D:左C:右D;75,75maxKNMMKNFcsc左;65,85max,KNMKNFFDssD右300126159zy123310270117121300126121zI46106 .91mmaxyIWzz15.

13、0106 .9163310611. 0ma对于翼缘和腹板交界处的对于翼缘和腹板交界处的a点点:9*105 .14215126zS341069. 2m300126159zy;75,75maxKNMMKNFcsc左ba最大正应力在最大正应力在b点点:ZcWMmax3310611. 01075MPa123但但%5max所以仍在工程允许范围内所以仍在工程允许范围内,故以为是平安的故以为是平安的.对于对于a 点点:aZacIyM 633106 .91101351075MPa111bISFZzsc*3643109106 .911069. 21075MPa5 .24a3r224 MPa121=MPa119

14、%53r所以所以C截面强度足够。截面强度足够。;65,85max,KNMKNFFDssD右300126159zybaZDWMmax3310611. 01065MPa106最大正应力在最大正应力在b点点:对于对于a 点点:ZaDIyM 633106 .91101351065MPa8 .95bISFZzsD*3643109106 .911069. 21085MPa7 .27a3r224 MPa111=MPa107 对于对于c 点点:300126159zybacc99max*1021359135105 .14215126)(zS441051. 3mbISFZzsDmax*)( 3643109106 .911051. 31085MPa2 .36c321, 0,3r31MPa4 .72MPa7 .62 2 34r所以所以D截面强度足够。截面强度足够。, ,. . 把经过冷却的钢质实心球体，放人沸腾的热油锅把经过冷却的钢质实心球体，放人沸腾的热