材料强度失效.ppt

教学内容:
强度理论的概念、建立、内容、应用
教学要求:
1、理解强度理论的概念;
重点:
难点:
第三、四强度理论及应用
强度理论应用
2、理解强度理论内容、应用
Mechanic of Materials
第二十一讲的内容、要求、重难点
第七章应力和应变分析强度理论
§ 强度理论概述
第二十一讲目录
Mechanic of Materials
§ 四种常用强度理论
§ 莫尔强度理论
*§ 构件含裂纹时的断裂准则(自学)
正应力强度条件:
剪应力强度条件:
危险面上危险点的应力小于许用值
1、回顾杆件基本变形下的强度条件:
§ 强度理论概述
一、引言
2、危险面上既具有正应力又具有剪应力的点是否危险如何判断?
展望
Mechanic of Materials
3、简单应力强度的缺陷,无法解释:
(1)手捏鸡蛋为什么不容易破坏
(2)混凝土压块三向受压,不但不破坏反而压得更紧。
三向压应力状态
P
Mechanic of Materials
§ 强度理论概述
(3)带槽钢制圆截面杆受单向拉伸,发生脆性断裂
Mechanic of Materials
§ 强度理论概述
二、材料的两种失效形式
1、结构的失效(Failure):
工程结构由于各种原因丧失其正常工作能力的现象。
如:出现较大的位移、不可能恢复变形、配合面磨损、点蚀、弯折或断裂。
被动齿断裂
广东佛山九江大桥断裂
主动齿剥落
Mechanic of Materials
§ 强度理论概述
2007年6月15日凌晨5:10
2、材料强度失效:
材料因强度不足而失效。
塑性屈服(Yield):出现屈服现象或产生显著的塑性变形, 由剪应力、变形能引起
脆性断裂(Rupture):未产生明显塑性变形而突然断裂。由最大拉应力或最大拉应变引起
(1)材料强度失效的两种形式:
Mechanic of Materials
§ 强度理论概述
铸铁扭转
低碳钢拉伸
破坏断面粒子较光滑
断面较粗糙
(3)材料失效形式除了与材料的脆性和塑性有关外,还与材料所处的应力状态有关。
(4)导致材料失效的因素
应力
应变
变形能
----与受力有关
单向应力状态
三向应力状态
低碳钢
大理石
拉伸→塑性流动
压缩→脆性断裂
拉伸→脆性断裂
压缩→塑性流动
Mechanic of Materials
§ 强度理论概述
(2)极限状态或失效状态:
材料开始断裂或屈服的状态
极限应力或失效应力σu: σs、σb
三、复杂应力状态下强度准则的建立
1、失效准则:材料进入极限状态的判别条件。
(1)材料若处于单向应力状态,通过实验直接测到极限应力σu
失效准则:
(2)复杂受力状态下依据部分实验结果,采用判断推理的方法,提出一些假说,推测材料破坏原因,从而建立强度条件。
s1
s2
P
P
利用单向的实验结果来建立复杂应力状态的强度条件
2、准则的建立
Mechanic of Materials
§ 强度理论概述
(3)相当应力状态:
(4)相当应力σr(Equivalent Stress)
(5)失效准则:
(6)失效准则研究模式
σ1
σ2
σ3
σr
σr
σu
σu
Mechanic of Materials
§ 强度理论概述
复杂应力状态根据同等安全原则,按照一定的条件,代之以单向应力状态,称为相当应力状态。
相当应力状态的作用应力。