材料力学课件：强度理论

2024年6月30日强度理论31、铸铁与低碳钢的拉、压、扭试验现象是怎样产生的？2、组合变形杆将怎样破坏？

一、强度理论的概念铸铁4xyzs

xs

zs

y等价任意受力状态破坏研究主应力5二、强度理论：是关于“构件发生强度失效（failurebyloststrength）起因”的假说。1、伽利略播下了第一强度理论的种子；三、材料的破坏形式：1.屈服；2.断裂。2、马里奥特关于变形过大引起破坏的论述，是第二强度理论的萌芽；3、杜奎特（C.Duguet)提出了最大切应力理论；4、麦克斯威尔最早提出了最大畸变能理论（maximumdistortionenergytheory）；这是后来人们在他的书信出版后才知道的。6§8－2四个强度理论及其相当应力一、最大拉应力（第一强度）理论：认为构件的断裂是由最大拉应力引起的。当最大拉应力达到单向拉伸的强度极限时，构件就断了。1、破坏判据：2、强度准则：3、实用范围：实用于破坏形式为脆断的构件。7二、最大伸长线应变（第二强度）理论：认为构件的断裂是由最大拉应力引起的。当最大伸长线应变达到单向拉伸试验下的极限应变时，构件就断了。1、破坏判据：2、强度准则：3、实用范围：实用于破坏形式为脆断的构件。8三、最大切应力（第三强度）理论：认为构件的屈服是由最大切应力引起的。当最大切应力达到单向拉伸试验的极限切应力时，构件就破坏了。1、破坏判据：3、实用范围：实用于破坏形式为屈服的构件。2、强度准则：四、形状改变比能（第四强度）理论：认为构件的屈服是由形状改变比能引起的。当形状改变比能达到单向拉伸试验屈服时形状改变比能时，构件就破坏了。1、破坏判据：2、强度准则3、实用范围：实用于破坏形式为屈服的构件。§8－3莫尔强度理论及其相当应力莫尔认为：最大切应力是使物体破坏的主要因素，但滑移面上的摩擦力也不可忽略（莫尔摩擦定律）。综合最大切应力及最大正应力的因素，莫尔得出了他自己的强度理论。极限应力圆的包络线近似包络线极限应力圆一、两个概念：1、极限应力圆：2、极限曲线：极限应力圆的包络线（envelope）。[

y]saaot[

L]O1O2莫尔理论危险条件的推导2、强度准则：1、破坏判据：3、实用范围：实用于破坏形式为屈服的构件及其拉压极限强度不等的处于复杂应力状态的脆性材料的破坏（岩石、混凝土等）。

O3

1

3MKLPN二、莫尔强度理论：任意一点的应力圆若与极限曲线相接触，则材料即将屈服或剪断。13三、相当应力：（强度准则的统一形式）。其中，

*——相当应力。14§8－4强度理论的应用一、强度计算的步骤：1、外力分析：确定所需的外力值。2、内力分析：画内力图，确定可能的危险面。3、应力分析：画危面应力分布图，确定危险点并画出单元体，求主应力。4、强度分析：选择适当的强度理论，计算相当应力，然后进行强度计算。15二、强度理论的选用原则：依破坏形式而定。1、脆性材料：当最小主应力大于等于零时，使用第一理论；3、简单变形时：一律用与其对应的强度准则。如扭转，都用：2、塑性材料：当最小主应力大于等于零时，使用第一理论；4、破坏形式还与温度、变形速度等有关！

当最小主应力小于零而最大主应力大于零时，使用莫尔理论。

当最大主应力小于等于零时，使用第三或第四理论。

其他应力状态时，使用第三或第四理论。解：危险点A的应力状态如图：例8-4-1直径为d=0.1m的圆杆受力如图,T=7kNm,P=50kN,

为铸

铁

构

件，[]=40MPa,试用第一强度理论校核杆的强

度。故，安全。APTPT例8-4-2两端封闭的铸铁薄壁圆筒，其内径为d=0.1m，壁厚t=10mm，受力如图,内压p=5MPa,P=100kN,[]=40MPa,泊松比=0.25，试用第二强度理论校核其强度。解：危险点A的应力状态如图A安全。18例8-4-3薄壁圆筒受最大内压时,测得

x=1.8810-4,

y=7.3710-4,已知钢的E=210GPa，[]=170MPa,泊松比=0.3，试用第三强度理论校核其强度。xyA1.已知受力状态，但是，力的大小未知；2.测得了α方向和与之垂直的方向的应变

α和

α+90，

3.已知E、[]、泊松比

等；试进行强度分析。1.沿轴向取原始单元体；并求出应力与外载的关系；2.沿α方向取单元体，然后根据广义弹性定律，求出α方向单元体上的应力σα和

σα+90。4.进行强度分析。3.根据平面应力分析公式，将α方向应力与轴向应力联系起来，求出原始单元体上的应力。解：由广义虎克定律得:例8-4-3薄壁圆筒受最大内压时,测得

x=1.8810-4,y=7.3710-4,已知钢的E=210GPa，[]=170MPa,泊松比=0.3，试用第三强度理论校核其强度。所以，此容器不满足第三强度理论。不安全xyA例8-4-4焊接钢板梁如图（a），E=210GPa，[]=170MPa,[]=100MPa，试用适当的强度理论校核其强度。解：内力图如下可能的危险点在A面上的C2点、

B面上的C1点、D面上的C3点。22（1）：截面图形几何性质23(1)C2点：不安全。24所以，安全。25(2)C1点：所以，不安全。依简单变形（单拉）的强度理论(3)C

3点：依简单变形（纯扭）的强度理论所以，安全。综上，整