材料力学第9章强度理论课件.ppt
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- 材料力学 强度 理论 课件
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1、20232023年年2 2月月1010日星期五日星期五北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院1 1第第 9 章章 强度理论强度理论课本课本10.6节的内容节的内容20232023年年2 2月月1010日星期五日星期五北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院2 2主要内容主要内容一、建立强度理论的基本思想一、建立强度理论的基本思想二、关于脆性断裂的强度理论二、关于脆性断裂的强度理论三、关于塑性屈服的强度理论三、关于塑性屈服的强度理论四、莫尔强度理论四、莫尔强度理论五、强度理论的统一形式五、强度理论的统一形式六、强度理论的应用六、强度理论的应用20232023年年2 2月月1010日星期
2、五日星期五北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院3 3主要内容主要内容一、建立强度理论的基本思想一、建立强度理论的基本思想二、关于脆性断裂的强度理论二、关于脆性断裂的强度理论三、关于塑性屈服的强度理论三、关于塑性屈服的强度理论四、莫尔强度理论四、莫尔强度理论五、强度理论的统一形式五、强度理论的统一形式六、强度理论的应用六、强度理论的应用20232023年年2 2月月1010日星期五日星期五北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院4 4(1)材料不同、载荷相同之拉伸实验)材料不同、载荷相同之拉伸实验脆性材料拉伸实验脆性材料拉伸实验塑性材料拉伸实验塑性材料拉伸实验20232023年年2
3、2月月1010日星期五日星期五北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院5 5脆性材料扭转实验脆性材料扭转实验塑性材料扭转实验塑性材料扭转实验(1)材料不同、载荷相同之扭转实验)材料不同、载荷相同之扭转实验20232023年年2 2月月1010日星期五日星期五北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院6 6不同材料在同一环境不同材料在同一环境及加载条件下对及加载条件下对“破破坏坏”(或称为(或称为失效失效)具有不同的抵抗能力具有不同的抵抗能力和破坏形式。和破坏形式。塑性材料塑性材料脆性材料脆性材料20232023年年2 2月月1010日星期五日星期五北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化
4、学院7 7同一材料在不同环境及加载同一材料在不同环境及加载条件下也表现出对失效的不条件下也表现出对失效的不同抗力。同抗力。(2)材料相同、载荷不同之塑性材料失效)材料相同、载荷不同之塑性材料失效(a)带环形深切槽低碳钢试件受拉伸作用)带环形深切槽低碳钢试件受拉伸作用(b)沿切槽根部发生脆性断裂(平断口)沿切槽根部发生脆性断裂(平断口)20232023年年2 2月月1010日星期五日星期五北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院8 8同一材料在不同环境及加载同一材料在不同环境及加载条件下也表现出对失效的不条件下也表现出对失效的不同抗力。同抗力。铸铁受压后形成鼓形,铸铁受压后形成鼓形,具有明显
5、的塑性变形具有明显的塑性变形圆柱形大理石试件在轴向压力圆柱形大理石试件在轴向压力和围压作业下发生塑性变形和围压作业下发生塑性变形。(2)材料相同、载荷不同之脆性材料失效)材料相同、载荷不同之脆性材料失效20232023年年2 2月月1010日星期五日星期五北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院9 9(3)复杂应力状态下实验面临的挑战)复杂应力状态下实验面临的挑战单向单向应力应力状态状态平面平面应力应力状态状态20232023年年2 2月月1010日星期五日星期五北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院1010(3)复杂应力状态下实验面临的挑战)复杂应力状态下实验面临的挑战复杂应力状态
6、下,已经无法通过作实验来直复杂应力状态下,已经无法通过作实验来直接获得强度极限。接获得强度极限。三向应力状态三向应力状态20232023年年2 2月月1010日星期五日星期五北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院1111n确认引起材料失效所存在的确认引起材料失效所存在的共同力学原因共同力学原因,提,提出关于这一共同力学原因的假设;出关于这一共同力学原因的假设;n根据实验室中标准试件在根据实验室中标准试件在简单受力简单受力情况下的破情况下的破坏实验(如拉伸),建立起材料在坏实验(如拉伸),建立起材料在复杂应力状复杂应力状态态下共同遵循的下共同遵循的失效准则失效准则。(4)强度理论的基本思想
7、)强度理论的基本思想20232023年年2 2月月1010日星期五日星期五北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院1212主要内容主要内容一、建立强度理论的基本思想一、建立强度理论的基本思想二、关于脆性断裂的强度理论二、关于脆性断裂的强度理论三、关于塑性屈服的强度理论三、关于塑性屈服的强度理论四、莫尔强度理论四、莫尔强度理论五、强度理论的统一形式五、强度理论的统一形式六、强度理论的应用六、强度理论的应用20232023年年2 2月月1010日星期五日星期五北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院1313(1)最大拉应力准则(第一强度理论)最大拉应力准则(第一强度理论)基本观点:基本观点
8、:材料中的最大拉应力到达材料的极限时,即产生脆性断裂。材料中的最大拉应力到达材料的极限时,即产生脆性断裂。最早由英国科学家郎肯(最早由英国科学家郎肯(W.J.M.Rankine)提出。)提出。maxbW.J.M.Rankine(18201872)20232023年年2 2月月1010日星期五日星期五北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院1414最大拉应力脆断准则:最大拉应力脆断准则:相应的强度条件:相应的强度条件:bbbn11适用范围:它与铸铁,工具钢,工业陶瓷等多数脆性材料的适用范围:它与铸铁,工具钢,工业陶瓷等多数脆性材料的实验结果较符合。特别适用于拉伸型应力状态、混合型应力实验结果
9、较符合。特别适用于拉伸型应力状态、混合型应力状态中拉应力占优者。状态中拉应力占优者。20232023年年2 2月月1010日星期五日星期五北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院1515(2)最大伸长线应变准则(第二强度理论)最大伸长线应变准则(第二强度理论)基本观点:基本观点:材料中最大伸长线应变到达材料的脆断伸长线应变时,材料中最大伸长线应变到达材料的脆断伸长线应变时,即产生脆性断裂。即产生脆性断裂。maxb20232023年年2 2月月1010日星期五日星期五北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院1616123max1()bbEE 最大伸长线应变准则:最大伸长线应变准则:相应的
10、强度条件:相应的强度条件:123123()()bbbn 适用范围:少数脆性材料适用范围:少数脆性材料20232023年年2 2月月1010日星期五日星期五北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院1717主要内容主要内容一、建立强度理论的基本思想一、建立强度理论的基本思想二、关于脆性断裂的强度理论二、关于脆性断裂的强度理论三、关于塑性屈服的强度理论三、关于塑性屈服的强度理论四、莫尔强度理论四、莫尔强度理论五、强度理论的统一形式五、强度理论的统一形式六、强度理论的应用六、强度理论的应用20232023年年2 2月月1010日星期五日星期五北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院1818(1
11、)最大剪应力准则(第三强度理论)最大剪应力准则(第三强度理论)基本观点:基本观点:材料中的最大剪应力到达该材料的剪切抗力时,即产生塑材料中的最大剪应力到达该材料的剪切抗力时,即产生塑性屈服。最早由法国科学家库仑于性屈服。最早由法国科学家库仑于1773年(年(C.Coulomb)提出,提出,1864年由法国工程师特雷斯卡(年由法国工程师特雷斯卡(H.Tresca)发展成)发展成屈服准则,因此又称为特雷斯卡准则。屈服准则,因此又称为特雷斯卡准则。maxs C.Coulomb(1736-1806)20232023年年2 2月月1010日星期五日星期五北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院191
12、913max13,22sssssn3131最大剪应力屈服准则:最大剪应力屈服准则:适用范围:与低碳钢、铜、软铝等塑性较好材料的屈服试适用范围:与低碳钢、铜、软铝等塑性较好材料的屈服试验结果符合较好;并可用于像硬铝那样塑性变形较小,无验结果符合较好;并可用于像硬铝那样塑性变形较小,无颈缩材料的剪切破坏。颈缩材料的剪切破坏。相应的强度条件:相应的强度条件:20232023年年2 2月月1010日星期五日星期五北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院2020(2)形状改变能密度准则(第四强度理论)形状改变能密度准则(第四强度理论)基本观点:基本观点:材料中形状改变能密度到达该材料的临界值材料中形
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