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文档简介

1、第1、7章应力状态分析强度理论,第2、7章应力状态分析强度理论,应力状态的概念双向应力状态分析分析方法双向应力状态分析图形三向应力状态广义钩定律的复杂应力状态下的应变能量密度理论概述4个一般强度理论和强度条件,目录,3,软钢,塑料材料拉伸时为什么会出现滑线?铸造铁,7-1应力状态的概念,4,脆性材料扭转时为什么沿45螺旋面断开连接?软钢,铸造铁,7-1应力状态的概念,5,目录,7-1应力状态的概念,6,单位本体没有剪应力的面称为主平面;主平面中的正应力称为主应力,分别用表示,此单位本体称为主单位本体。7-1应力状态的概念,7,空间(三向)应力状态:三个主应力非零,平面(两向)应力状态:一个主应

2、力为零,单向应力状态:两个主应力为零,7-1应力状态的概念斜截面中的应力,7-2法向应力状态分析分析方法,9,热平衡方程,7-2双向应力状态分析分析方法,10,使用三角函数公式,注意简化,7-2双向应力状态分析分析方法,11相反,负值,剪切应力:将微元素顺时针旋转为正值。相反是负数。角度:从正x轴逆时针转换为斜截面外法线时;相反是负数。7-2双精度应力状态分析分析方法,12,确定正应力极值,设置= 0时,自下而上的值为0,即2。正应力极值和方向(即= 0时,剪切应力为0,7-2的双向应力状态分析分析方法,13,自下而上可以确定两个垂直平面,每个平面具有最大正应力和最小正应力)。因此,最大应力和

3、最小正应力分别按层代值排序: 1 2 3,7-2 2 2 2 2 2法向应力状态分析分析方法,测试14,倾斜(1)的应力;(2)主应力,主平面;(3)绘制主应力元素。范例1:一点处的平面应力状态如图所示。已知,7-2的双向应力状态分析分析方法,15,解决方案:(1)坡度处的应力,7-2的双向应力状态分析3354分析方法,16,(2)主应力, 7-2的双向应力状态分析分析方法,19,此方程式准确地表示圆,此圆称为应力圆,7-3的双向应力状态分析图形方法,20,7-3的双向应力状态分析图形方法,21,1。 应力圆的图解,以及7-3双向应力状态分析图形方法,22,2。应力圆上某点的坐标值分别对应单位

4、体一个截面中的正应力和剪切应力,7-3双向应力状态分析图形方法,o,B1 b,a a1,23,7-3双向应力状态分析3354图形方法,示例2:分析方法和图形(2)主应力值和主方向,在单位本体上绘制。单位:MPa,24,解决方案:(a)使用分析方法解决,7-3双向应力状态分析图形方法,25,7-3向应力状态分析3354图形方法,26,(2)使用图形方法解决方案作为应力源,应用任意斜截面的应力,已知:斜截面法向的方向馀弦,应用截面方法可以找到以下表达式,由30,3向应力圆查看:结论:表示单位体任意斜截面应力的点必须位于三个应力圆周或阴影内。,7-4三向应力状态,31,1。基本变形时的钩的规则,1)

5、轴向拉压钩的规则,横向变形,2)纯剪切钩的规则,7-5一般钩的规则,32,2,3方向应力状态的一般钩的规则-复叠法,7-5一般钩的规则, 一般胡克定律,41,42,强度理论:根据很多破坏现象,人们通过推理、泛化,对破坏原因提出了各种假设,找出造成破坏的主要因素后,在一定范围内与实际情况一致,上升到理论。 建议的假设和计算方法,用于在复杂应力状态下创建强度条件。7-7强度理论概述了材料以某种方式损坏的原因是由应力、应变或应变能量密度等因素之一引起的。也就是说,无论简单应力状态或复合应力状态如何,损坏的原因都是相同的。43,缺勤由于强度不足导致两种失败形式。(1)脆性断裂。也就是说,如果材料没有明

6、显的塑性变形,则会断裂,断面粗糙,铸铁在垂直于最大正应力的剖面(例如拉、扭、低温脆性断裂)中主要发生。屈服强度理论:最大剪切应力理论和最大扭曲能量密度理论;(2)塑料屈服(流):在材料损坏之前发生显着的塑性变形,破坏截面粒子更平滑,在最大剪切应力方面(例如低碳钢拉伸、扭转和铸铁压力)发生更多。断裂强度理论:最大拉伸应力理论和最大拉伸应力变形理论,7-7强度理论概述,44,1。最大拉伸应力理论(第一强度理论),最大拉伸应力是导致材料断裂的主要因素。也就是说,当最大拉伸应力达到简单拉伸应力导致的损坏极限值时,无论材料处于什么应力状态,都会认为发生脆性断裂。-元件危险点的最大抗拉应力,-最终抗拉应力

7、,使用单一抗拉实验测量,7-8的4种一般强度理论和强度条件,45,破坏条件,1。最大拉伸应力理论(第一强度理论)、铸铁拉伸、铸铁扭转、7-8四种一般强度理论和强度条件、46,2。最大延伸线变形理论(第二强度理论),最大延伸线变形是断裂的主要因素。当最大伸长线变形达到简单拉伸时破损的极限值时,将认为材料在任何应力状态下都发生了脆性断裂。-组件危险点的最大伸长线变形,-最终伸长线变形,通过单向拉伸实验测量,7-8 4个一般强度理论和强度条件,47,实验结果表明,该理论更符合,例如,1-拉伸1压力的双向应力状态的脆性材料的断裂比第一强度理论更接近实际情况,2 .最大伸长线变形理论(第二强度理论),破

8、坏条件,即,7-8 4个一般强度理论和强度条件,48,最大剪应力是材料屈服的主要因素。无论材料处于什么应力状态,当最大剪切应力达到简单拉伸屈服极限值时,都会认为材料屈服了。3 .最大剪切应力理论(第三强度理论),-构件危险点处的最大剪切应力,-最终剪切应力,通过单向拉伸试验测量,7-8 4个一般强度理论和强度条件,49,屈服条件,强度条件,3。最大剪应力理论(第三强度理论)、软钢拉伸、软钢扭转、7-8的4种一般强度理论和强度条件、50、实验表明,该理论可以对塑料材料的屈服破坏取得更满意的解释。并且可以说明材料在三向平均压力下不会发生塑性变形或断裂的事实。极限:2,3方向无法解释平均拉下可能出现断裂的现象,1,未考虑的影响,实验确认最大影响为15%。3 .最大剪切应力理论(第三强度理论)、7-8四种一般强度理论和强度条件、51、最大扭曲能量密度是材料屈服的主要因素。如果最大扭曲可以达到简单拉伸屈服极限值,则认为材料在任何应力状态下都会屈服。4 .最大扭曲能量密度理论(第四强度理论),-元件危险点的几何变化率-通过单个拉伸实验测量的几何变化能量的极限值,7-8四个一般强

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