材料力学II课件：ch9 强度理论(3rd)

1、作业第一次：9-1, 9-2, 9-4, 9-5第二次：10-10, 10-11, 10-16, 10-20第三次：9-9, 9-11, ,9-14，10-22单辉祖：材料力学1第 9 章 强度理论单辉祖编著：材料力学 单辉祖：材料力学3第 9 章 强度理论 本章主要研究： 关于断裂的强度理论 关于屈服的强度理论 承压薄壁圆筒强度计算单辉祖：材料力学4 1 引言 2 关于断裂的强度理论3 关于屈服的强度理论 4 强度理论的应用 5 承压薄壁圆筒强度计算6 莫尔强度理论 单辉祖：材料力学51 引 言 复杂应力状态强度问题 材料静荷破坏形式与原因 强度理论概说单辉祖：材料力学6 复杂应力状态强度问

2、题su , tu 由试验测定单向应力与纯剪切一般复杂应力状态每种比值情况下的极限应力，很难由试验测定本章研究：材料在静载复杂应力状态下的破坏或失效的规律，及其在构件强度分析中的应用单辉祖：材料力学7 材料静荷破坏形式与原因塑性材料脆性材料拉扭破坏现象破坏形式与原因初步分析 屈服或滑移可能是tmax 过大所引起 断裂可能是 st,max 或et,max过大所引起断裂断裂断裂断裂单辉祖：材料力学8关于材料在静态复杂应力状态下破坏或失效规律的学说或假说强度理论目前常用的强度理论： 关于断裂的强度理论 最大拉应力理论 最大拉应变理论 关于屈服的强度理论 最大切应力理论 畸变能理论 强度理论概说单辉祖：

3、材料力学92 关于断裂的强度理论 最大拉应力理论 最大拉应变理论 试验验证 例题单辉祖：材料力学10 最大拉应力理论（第一强度理论） 引起材料断裂的主要因素最大拉应力s1 不论材料处于何种应力状态，只要最大拉应 力s1 达到材料单向拉伸断裂时的最大拉应力 s1u (即sb)，材料即发生断裂材料的断裂条件 理论要点强度条件 s1 构件危险点处的最大拉应力s 材料单向拉伸时的许用应力单辉祖：材料力学11 最大拉应变理论（第二强度理论） 不论材料处于何种应力状态，当 时, 材料断裂材料的断裂条件 理论要点 引起材料断裂的主要因素最大拉应变 e1单向拉伸断裂时:单辉祖：材料力学12强度条件 s1, s

4、2, s3 构件危险点处的工作应力材料的断裂条件 相当应力或折算应力第二强度理论的相当应力在促使材料破坏或失效方面，与复杂应力状态应力等效的单向应力 s=s / n 材料单向拉伸时的许用应力单辉祖：材料力学13 试验验证 在二向拉伸、以及压应力值超过拉应力值不多的二向拉压应力状态下，最大拉应力理论与试验结果相当接近 当压应力值超过拉应力值时，最大拉应变理论与试验结果大致相符铸铁二向断裂试验单辉祖：材料力学14例2-1 铸铁构件危险点处受力如图, 试校核强度，s=30 MPa宜用第一强度理论考虑强度问题 例 题解：单辉祖：材料力学153 关于屈服的强度理论 最大切应力理论 畸变能理论 试验验证单

5、辉祖：材料力学16 最大切应力理论（第三强度理论） 不论材料处于何种应力状态，当 时, 材料屈服材料的屈服条件 理论要点强度条件s1 , s3 构件危险点处的工作应力 s 材料单向拉伸时的许用应力 引起材料屈服的主要因素最大切应力 tmax单辉祖：材料力学17 畸变能理论（第四强度理论） 不论材料处于何种应力状态，当 时, 材料屈服材料的屈服条件 理论要点强度条件s1 , s2 , s3 构件危险点处的工作应力 s 材料单向拉伸时的许用应力 引起材料屈服的主要因素畸变能, 其密度为 vd单辉祖：材料力学18 试验验证最大切应力理论与畸变能理论与试验结果均相当接近，后者符合更好钢、铝二向屈服试验

6、单辉祖：材料力学194 强度理论的应用 强度理论的选用 一种常见应力状态的强度条件 纯剪切许用应力 例 题单辉祖：材料力学20 强度理论的选用脆性材料：抵抗断裂的能力 抵抗滑移的能力塑性材料：抵抗滑移的能力 抵抗断裂的能力第一与第二强度理论，一般适用于脆性材料第三与第四强度理论，一般适用于塑性材料 一般情况 全面考虑材料的失效形式，不仅与材料性质有关，且与应力状态形式、温度与加载速率等有关低碳钢,三向等拉， ,断裂低碳钢, 低温断裂单辉祖：材料力学21 一种常见应力状态的强度条件单向、纯剪切联合作用塑性材料：单辉祖：材料力学22 纯剪切许用应力纯剪切情况下（s = 0）塑性材料:单辉祖：材料力

7、学23 例 题例4-1 钢梁, F=210 kN, s = 160MPa, h = 250 mm, b = 113 mm, t =10mm, d = 13mm, Iz = 5.2510-5 m4, 校核强度解：1. 问题分析危险截面截面C+单辉祖：材料力学242. smax与tmax作用处强度校核如采用第三强度理论危险点：横截面上下边缘；中性轴处； 腹板翼缘交界处单辉祖：材料力学253. 腹板翼缘交界处强度校核如采用第三强度理论4. 讨论对短而高薄壁截面梁, 除应校核smax作用处的强度外,还应校核tmax作用处, 及腹板翼缘交界处的强度单辉祖：材料力学265 承压薄壁圆筒的强度计算 薄壁圆筒

8、实例 承压薄壁圆筒应力分析 承压薄壁圆筒强度条件 例 题单辉祖：材料力学27 薄壁圆筒实例单辉祖：材料力学28单辉祖：材料力学29 承压薄壁圆筒应力分析轴向应力横与纵截面上均存在正应力，对于薄壁圆筒，可认为沿壁厚均匀分布单辉祖：材料力学30周向应力1径向应力单辉祖：材料力学31 承压薄壁圆筒强度条件仅适用于的 薄壁圆筒强度条件塑性材料：脆性材料：单辉祖：材料力学32 例 题例5-1 已知: s, E, m, M = pD3p/4。 按第三强度理论建立筒体强度条件 计算筒体轴向变形解：1. 应力分析单辉祖：材料力学332. 强度分析3. 轴向变形分析单辉祖：材料力学34单辉祖：材料力学35单辉祖：材料力学36单辉祖：材料力学37单辉祖：材料力学38单辉祖：材料力学39单辉祖：材料力学40单辉祖：材料力学41单辉祖：材料力学426 莫尔强度理论 莫尔理论 莫尔理论强度条件单辉祖：材料力学43 莫尔理论 对于某一应力状态 (s1, s2 , s3 )，如其三向应力圆与极限应力圆的包络线相切或相交，则材料失效 以单拉与单压失