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强度理论,简述四大强度理论并说明其分类

2024-06-17 13:46分类: 教育知识 阅读:

1、简述四大强度理论并说明其分类

四大强度理论及其分类如下:

四大强度理论,指的是最大拉应力理论、最大伸长线应变理论、最大切应力理论、形状改变比能理论这四个与强度有关的理论。

1、最大拉应力理论:

这一理论认为引起材料脆性断裂破坏的因素是最大拉应力,无论什么应力状态,只要构件内一点处的最大拉应力σ1达到单向应力状态下的极限应力σb,材料就要发生脆性断裂。于是危险点处于复杂应力状态的构件发生脆性断裂破坏的条件是:σ1=σb。σb/s=[σ],所以按第一强度理论建立的强度条件为:σ1≤[σ]。

2、最大伸长线应变理论:

这一理论认为最大伸长线应变是引起断裂的主要因素,无论什么应力状态,只要最大伸长线应变ε1达到单向应力状态下的极限值εu,材料就要发生脆性断裂破坏。εu=σb/E;ε1=σb/E。由广义虎克定律得:ε1=[σ1-u(σ2+σ3)]/E,所以σ1-u(σ2+σ3)=σb。按第二强度理论建立的强度条件为:σ1-u(σ2+σ3)≤[σ]。

3、最大切应力理论:

这一理论认为最大切应力是引起屈服的主要因素,无论什么应力状态,只要最大切应力τmax达到单向应力状态下的极限切应力τ0,材料就要发生屈服破坏。τmax=τ0。依轴向拉伸斜截面上的应力公式可知τ0=σs/2(σs——横截面上的正应力)由公式得:τmax=τ1s=(σ1-σ3)/2。所以破坏条件改写为σ1-σ3=σs。按第三强度理论的强度条件为:σ1-σ3≤[σ]。

4、形状改变比能理论:

这一理论认为形状改变比能是引起材料屈服破坏的主要因素,无论什么应力状态,只要构件内一点处的形状改变比能达到单向应力状态下的极限值,材料就要发生屈服破坏。发生塑性破坏的条件,所以按第四强度理论的强度条件为:sqrt(σ1^2+σ2^2+σ3^2-σ1σ2-σ2σ3-σ3σ1)<[σ]

强度理论,简述四大强度理论并说明其分类

2、强度理论里四个强度理论的名称和破坏条件

四大强度理论,指的是最大拉应力理论、最大伸长线应变理论、最大切应力理论、形状改变比能理论这四个与强度有关的理论。

四个强度理论及其相当应力在常温、静载荷下,常用的四个强度理论分两类包括:最大拉应力理论和最大伸长线应变理论第第二类强度理论二类强度理论————以出现屈服现象作为破坏的标志以出现屈服现象作为破坏的标志包括:最大剪应力理论和形状改变比能理论第第一类强度理论一类强度理论————以脆断作为破坏的标志以脆断作为破坏的标志根据: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性断裂。

强度理论,简述四大强度理论并说明其分类

3、常用的强度理论有哪几个?

1、第一强度理论

第一强度理论又称为最大拉应力理论,其表述是材料发生断裂是由最大拉应力引起,即最大拉应力达到某一极限值时材料发生断裂。

第一强度理论适用于脆性材料,且最大拉应力大于或等于最大压应力(值绝对值)的情形。

2、第二强度理论

第二强度理论又称最大伸长应变理论。是根据 J.-V.彭赛列的最大应变理论改进而成的。主要适用于脆性材料。

第二强度理论适用于脆性材料,且最大压应力的绝对值大于最大拉应力的情形。

3、第三强度理论

第三强度理论又称最大剪应力理论或特雷斯卡屈服准则。

4、第四强度理论 莫尔强度理论

第四强度理论又称最大形状改变比能理论。

第三和第四强度理论都适用于塑性材料。

材料在外力作用下有两种不同的破坏形式:

一是在不发生显著塑性变形时的突然断裂,称为脆性破坏;

二是因发生显著塑性变形而不能继续承载的破坏,称为塑性破坏。

破坏的原因十分复杂。对于单向应力状态,由于可直接作拉伸或压缩试验,通常就用破坏载荷除以试样的横截面积而得到的极限应力(强度极限或屈服极限,见材料的力学性能)作为判断材料破坏的标准。

但在二向应力状态下, 材料内破坏点处的主应力σ1、σ2不为零;在三向应力状态的一般情况下,三个主应力σ1、σ2和σ3均不为零。不为零的应力分量有不同比例的无穷多个组合,不能用实验逐个确定。

4、四大强度理论

1、最大拉应力理论(第一强度理论即最大主应力)

这一理论又称为第一强度理论。这一理论认为破坏主因是最大拉应力。不论复杂、简单的应力状态,只要第一主应力达到单向拉伸时的强度极限,即断裂。

2、最大伸长线应变理论(第二强度理论即最大主应变)

这一理论又称为第二强度理论。这一理论认为破坏主因是最大伸长线应变。不论复杂、简单的应力状态,只要第一主应变达到单向拉伸时的极限值,即断裂。破坏假设:最大伸长应变达到简单拉伸的极限(假定直到发生断裂仍可用胡克定律计算)。

3、 最大切应力理论(第三强度理论即Tresca强度)

这一理论又称为第三强度理论。这一理论认为破坏主因是最大切应力τmax。不论复杂、简单的应力状态,只要最大切应力达到单向拉伸时的极限切应力值,即屈服。破坏假设:复杂应力状态危险标志最大切应力达到该材料简单拉、压时切应力极限。

4、形状改变比能理论(第四强度理论即von mises强度)

这一理论又称为第四强度理论。这一理论认为:不论材料处在什么应力状态,材料发材料力学生屈服的原因是由于形状改变比能(du)达到了某个极限值。由此可建立如下

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