材料力学课件：第8章 复杂应力状态强度问题

1、,第8章 复杂应力状态强度问题,复杂应力状态下强度条件如何建立？,能否依靠实验建立？,不能！,（1）应力状态的多样性：复杂应力状态中应力组合的方式和比值又有各种可能。,（2）试验的复杂性：完全复现实际中遇到的各种复杂应力状态很困难。,最好方案:依据单向拉压的强度标准提出一个准则,沟通主应力与强度标准。,5,8-1 强度理论概述,强度理论：人们根据大量的破坏现象，通过判断推理、概括，提出了种种关于破坏原因的假说，找出引起破坏的主要因素，经过实践检验，不断完善，在一定范围与实际相符合，上升为理论。,为了建立复杂应力状态下的强度条件，而提出 的关于材料破坏原因的假设及计算方法。, 复杂应力状态下的

2、强度设计准则,第8章 复杂受力时构件 的强度设计,返回,返回总目录, 前面已经提到，大量实验结果表明，材料在常温、静载作用下主要发生两种形式的强度失效：一种是屈服；另一种是断裂。, 现在通过对屈服和断裂原因的假说，直接应用单向拉伸的实验结果，建立材料在各种应力状态下的屈服与断裂的失效判据，以及相应的设计准则。, 复杂应力状态下的强度设计准则,12,四种常用强度理论,构件由于强度不足将引发两种失效形式,(1) 脆性断裂：材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 截面上(被拉断 )，如铸铁受拉、扭，低温脆断等。,关于屈服的强度理论： 最大切应力理论和畸变能理论,(

3、2) 塑性屈服（流动）：材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(被剪断)，例如低碳钢拉、扭，铸铁压。,关于断裂的强度理论： 最大拉应力理论和最大拉应变理论, 最大拉应力准则, 最大拉应变准则, 复杂应力状态下的强度设计准则, 最大剪应力准则, 畸变能密度准则, 最大拉应力准则, 复杂应力状态下的强度设计准则,Galileo 1638年提出 原因是砖石(以后的铸铁)强度的需求, 最大拉应变准则, 复杂应力状态下的强度设计准则,1682年，Mariote提出, 复杂应力状态下的强度设计准则, 最大剪应力准则,28,实验表明：此理论对于塑性材料的屈服破坏能够

4、得到较为满意的解释。并能解释材料在三向均压 下不发生塑性变形或断裂的事实。,局限性：,(2)不能解释三向均拉下可能发生断裂的现象。,1(1)未考虑 的影响，试验证实最大影响达15%。,3. 最大切应力理论（第三强度理论）, 复杂应力状态下的强度设计准则, 畸变能密度准则,31,构件因其形状和体积发生改变而在其内部积蓄的能量，称为变形能。变形能可分为形状改变能和体积改变能两部分 。 该理论认为形状改变能是引起材料屈服的主要因素。无论材料处于何种应力状态，只要形状改变比能vd达到材料在单向拉伸屈服时的形状改变变形比能极限值vdu，材料即发生屈服破坏。即材料屈服破坏的条件为：,四、畸变能理论（第四强度理论）,32,而材料单向拉伸屈服时的形状改变比能极限值为 ：,考虑安全因数后，第四强度理论的强度条件为：,则材料屈服破坏的条件可改写为,三向应力状态下的形状改变比能为：, 结论与讨论, 应用强度设计准则需要注意的几个问题,