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材料力学
第九讲
主讲教师:马军
第五章强度理论
第一节概念
长期以来,人们根据对材料破坏现象的分析,提出过各种各样的假说,认为材料的某一类型的破坏是由某种因素引起的,这种假说就称为强度理论。
比如铸铁,其拉伸试样是沿横截面断裂的,扭转圆试样则沿斜截面断裂,两者都是在无明显变形的情况下发生脆性断裂而破坏的。
又如低碳试样受拉伸和压缩时,通常会有显著的塑性变形,当构件变形过大时,就失去了正常工作和承载能力。
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第一节概念
对于低碳钢这类塑性材料,其拉伸和压缩试样都会发生显著的塑性变形,有时并会发生屈服现象,构件也因之而失去正常工作能力,变得失效。
由是观之,材料破坏按其物理本质而言,可分为脆断破坏和屈服失效两种类型。
同一种材料在不同的应力(受力)状态下,
可能发生不同类型的破坏。如有槽和无槽低碳钢圆试样;圆柱形大理石试样有侧压和无侧压下受压破坏。
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第二节四个强度理论及相当应力
构件的破坏因素有:最大正应力,最大线应变,最大剪应力,最大比能,由此而划分为两大类四种强度理论。
第一类强度理论是以脆断破坏标志,分为最大拉应力理论和最大伸长线应变理论。
第二类强度理论是以屈服或显著塑性变形为破坏标志,
分为最大剪应力理论和形状改变比能理论。
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根据:当作用在构件上的外力过大时,其危险点处的材料
就会沿最大拉应力所在截面发生脆断破坏
假说:最大拉应力是引起材料脆断破坏的因素,也就是
认为不论在什么样的应力状态下,只要构件内一点
处的三个主应力中的最大拉应力达到材料的极限
值,材料就会发生脆断破坏。
第一节四个强度理论及相当应力
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强度条件:
的确定:将材料的极限值除以安全系数就得到
材料的许用拉应力。对于象低碳钢之类的塑
性材料,其许用拉应力等于切槽后净面积除
试件拉断时的拉力,而不是单拉时的屈服极限,
否则过于保守。
第二节四个强度理论及相当应力
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根据:当作用在构件上的外力过大时,其危险点处的材料就
会沿着垂直于最大伸长线应变方向的平面发生脆断破
坏。
假说:最大伸长线应变是引起材料脆断破坏的因素,也
就认为不论在什么样的应力状态下,只要构件内一点
处的最大伸长线应变达到材料的极限值,材料
就会发生脆断破坏。
第二节四个强度理论及相当应力
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强度条件:
的确定:首先确定材料的最大伸长极限值,材料
的极限值同样可通过任意一种使试样发生脆断的
实验来确定。对于在单轴拉伸试验时试样沿横截
面发生脆断破坏的材料,就可以用单轴拉伸试样
在拉断时的轴向线应变作为材料的。根据虎
克定律得正应力值,再除以安全系数便得到许
用应力值
注意:构件直到发生脆断前都应服从胡克定律
第二节四个强度理论及相当应力
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根据:当作用在构件上的外力过大时,其危险点处的材料就
会沿最大剪应力所在截面滑移而发生屈服失效。
假说:最大剪应力是引起材料屈服的因素,也就是
认为不论在什么样的应力状态下,只要构件内一点
处的最大剪应力达到材料屈服时的极限值,
材料就会发生屈服。
第二节四个强度理论及相当应力
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强度条件:
的确定:材料的屈服极限除以安全系数即可。
第一节四个强度理论及相当应力
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