强度失效材料力学

强度失效材料力学第1页，课件共60页，创作于2023年2月单向应力状态下材料的力学行为

弹性行为

屈服行为

断裂行为

硬化与软化行为

拉延行为

卸载与重新加载行为

三种拉伸应力-应变曲线

单向压缩应力状态下材料的力学行为

单向应力状态下材料的失效判据第7章强度失效分析与设计准则第2页，课件共60页，创作于2023年2月单向应力状态下材料的力学行为

三种拉伸应力应变曲线脆性材料第12章

失效分析与设计准则第3页，课件共60页，创作于2023年2月单向应力状态下材料的力学行为韧性金属材料第7章强度失效分析与设计准则

三种拉伸应力应变曲线第4页，课件共60页，创作于2023年2月单向应力状态下材料的力学行为聚合物第7章强度失效分析与设计准则

三种拉伸应力应变曲线第5页，课件共60页，创作于2023年2月单向应力状态下材料的力学行为

屈服行为

0.2条件屈服应力—塑性应变等于0。2％时的应力值第7章强度失效分析与设计准则第6页，课件共60页，创作于2023年2月单向应力状态下材料的力学行为

屈服行为

0.2条件屈服应力—塑性应变等于0。2％时的应力值第7章强度失效分析与设计准则第7页，课件共60页，创作于2023年2月

硬化与软化行为单向应力状态下材料的力学行为第7章强度失效分析与设计准则第8页，课件共60页，创作于2023年2月

硬化与软化行为单向应力状态下材料的力学行为第7章强度失效分析与设计准则第9页，课件共60页，创作于2023年2月

断裂行为单向应力状态下材料的力学行为第7章强度失效分析与设计准则第10页，课件共60页，创作于2023年2月强度指标(失效应力)

韧性材料σo＝σS脆性材料σo＝σb韧性指标单向应力状态下材料的力学行为脆性材料韧性金属材料第7章强度失效分析与设计准则－延伸率第11页，课件共60页，创作于2023年2月单向应力状态下材料的力学行为

卸载与重新加载行为卸载第7章强度失效分析与设计准则第12页，课件共60页，创作于2023年2月单向应力状态下材料的力学行为

卸载与再加载行为再加载第7章强度失效分析与设计准则第13页，课件共60页，创作于2023年2月单向应力状态下材料的力学行为

单向压缩应力状态下材料的力学行为

第7章强度失效分析与设计准则第14页，课件共60页，创作于2023年2月单向应力状态下材料的力学行为

单向压缩应力状态下材料的力学行为

第7章强度失效分析与设计准则第15页，课件共60页，创作于2023年2月失效的概念与分类第7章强度失效分析与设计准则7-2

失效的概念与分类材料的力学行为使构件丧式正常功能的现象——构件失效失效分类强度失效刚度失效屈曲失效疲劳失效蠕变失效松弛失效第16页，课件共60页，创作于2023年2月

单向应力状态下材料的失效判据单向应力状态下材料的力学行为韧性材料脆性材料第7章强度失效分析与设计准则

max=

=b

max=

=s第17页，课件共60页，创作于2023年2月第7章强度失效分析与设计准则难点

应力状态的多样性

试验的复杂性

不可能性与可能性7-3强度失效判据与设计准则第18页，课件共60页，创作于2023年2月第7章强度失效分析与设计准则7-3强度失效分析与设计准则

对于相同的失效形式建立失效原因假说的可能性；

利用拉伸试验的结果建立复杂应力状态下的失效判据

不可能性与可能性第19页，课件共60页，创作于2023年2月第7章强度失效分析与设计准则常温静载下的失效(1)屈服(2)断裂无裂纹体含裂纹体

强度失效(FailurebyLostStrength)—由于断裂(Rupture)或屈服(Yield)引起的失效第20页，课件共60页，创作于2023年2月第7章强度失效分析与设计准则7-4屈服准则(CriteriaofYield)

最大切应力准则

(Tresca’sCriterion)

无论材料处于什么应力状态,只要发生屈服,都是由于微元内的最大切应力达到了某一共同的极限值。第21页，课件共60页，创作于2023年2月第7章强度失效分析与设计准则

最大切应力准则

(Tresca’sCriterion)

无论材料处于什么应力状态,只要发生屈服,都是由于微元内的最大切应力达到了某一共同的极限值。

1

2

3=s第22页，课件共60页，创作于2023年2月第7章强度失效分析与设计准则

1

2

3=s失效判据设计准则

最大切应力准则第23页，课件共60页，创作于2023年2月第7章强度失效分析与设计准则失效判据第24页，课件共60页，创作于2023年2月第7章强度失效分析与设计准则

屈服准则(CriteriaofYield)

形状改变比能准则(Mises’sCriterion)

无论材料处于什么应力状态,只要发生屈服,都是由于微元的形状改变比能达到一个共同的极限值。第25页，课件共60页，创作于2023年2月第7章强度失效分析与设计准则

屈服准则(CriteriaofYield)

形状改变比能准则(Mises’sCriterion)

无论材料处于什么应力状态,只要发生屈服,都是由于微元的形状改变比能达到一个共同的极限值。第26页，课件共60页，创作于2023年2月第7章强度失效分析与设计准则形状改变比能准则

1

2

3=s第27页，课件共60页，创作于2023年2月第7章强度失效分析与设计准则

形状改变比能准则失效判据设计准则第28页，课件共60页，创作于2023年2月第7章强度失效分析与设计准则平面应力状态下畸变能准则的几何表示第29页，课件共60页，创作于2023年2月第7章强度失效分析与设计准则

断裂准则(CriteriaofFracture)

无裂纹体的断裂准则—最大拉应力准则(MaximumTensile-StressCriterion)无论材料处于什么应力状态,只要产生脆性断裂,都是由于微元最大拉力达到了一个共同的极限值。

第30页，课件共60页，创作于2023年2月第7章强度失效分析与设计准则

1

2

3=b

无裂纹体的断裂准则—最大拉应力准则第31页，课件共60页，创作于2023年2月第7章强度失效分析与设计准则

无裂纹体的断裂准则—最大拉应力准则失效判据设计准则第32页，课件共60页，创作于2023年2月第7章强度失效分析与设计准则

带裂纹体的断裂准则—

线性断裂力学准则

裂纹尖端的应力集中

韧性材料脆性断裂第33页，课件共60页，创作于2023年2月第7章强度失效分析与设计准则

应力集中应力集中因数

K=

max/

avg第34页，课件共60页，创作于2023年2月第7章强度失效分析与设计准则应力集中因数

K第35页，课件共60页，创作于2023年2月第7章强度失效分析与设计准则

裂纹尖端的应力集中2arxyσσσ—名义应力，Singularity第36页，课件共60页，创作于2023年2月第7章强度失效分析与设计准则

线性断裂力学判据

KI=KICKI—应力强度因子KIC—断裂韧性(由实验确定)

经典准则不再适用

应力集中区域内材料处于三向拉伸应力状态材料由韧性向脆性转变第37页，课件共60页，创作于2023年2月第7章强度失效分析与设计准则

莫尔准则(MohrCriterion)请同学们自学材料力学教程§7-6第38页，课件共60页，创作于2023年2月第7章强度失效分析与设计准则将设计准则中直接与许用应力[σ]比较的量,称之为计算应力σri或应力强度Si(最大拉应力准则)(最大切应力准则)(形状改变比能准则)

关于计算应力与应力强度第39页，课件共60页，创作于2023年2月第7章强度失效分析与设计准则

应用举例例题一已知：铸铁构件上危险点的应力状态。铸铁拉伸许用应力[

]

=30MPa。试校核该点的强度。第40页，课件共60页，创作于2023年2月第7章强度失效分析与设计准则

应用举例例题一

解：首先根据材料和应力状态确定失效形式，选择设计准则。脆性断裂，最大拉应力准则

max=1

[

]

其次确定主应力第41页，课件共60页，创作于2023年2月第7章强度失效分析与设计准则例题一第42页，课件共60页，创作于2023年2月第7章强度失效分析与设计准则例题一

1＝29.28MPa,

2＝3.72MPa,

3＝0

max=1<[

]

=

30MPa结论：强度是安全的。第43页，课件共60页，创作于2023年2月第7章强度失效分析与设计准则

应用举例例题二已知：

和

试写出最大切应力准则和形状改变比能准则的表达式。第44页，课件共60页，创作于2023年2月第7章强度失效分析与设计准则例题二解：首先确定主应力

3＝

221

2＋4

2－

2＋21

2＋4

2

1＝

2＝0第45页，课件共60页，创作于2023年2月第7章强度失效分析与设计准则例题二对于最大切应力准则

r3=

1-3=对于形状改变比能准则

r4=

2＋4

2=

2＋3

2第46页，课件共60页，创作于2023年2月例题7-5已知：σs=250Mpa求：安全系数解：1。求主应力2。最大切应力准则的安全系数3。畸变能准则的安全系数第47页，课件共60页，创作于2023年2月第48页，课件共60页，创作于2023年2月第7章强度失效分析与设计准则关于失效的几点结论关于设计准则的应用失效分析的重要性

安全因数的选择7-8结论和讨论第49页，课件共60页，创作于2023年2月第7章强度失效分析与设计准则

关于失效的几点结论首先,要区分一点失效与构件失效一点失效即构件失效第50页，课件共60页，创作于2023年2月第7章强度失效分析与设计准则

关于失效的几点结论首先,要区分材料失效与构件失效第51页，课件共60页，创作于2023年2月第7章强度失效分析与设计准则一点失效并不意味构件失效第52页，课件共60页，创作于2023年2月第7章强度失效分析与设计准则第二要区分构件失效和结构失效第53页，课件共60页，创作于2023年2月第7章强度失效分析与设计准则

韧性材料脆性材料脆性断裂塑性变形第三要注意强度