第六章 组合变形和强度(精品).ppt

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1、第六章 组合变形和强度理论第一节 基本变形小结内力轴力图正应力与强度虎克定律与刚度受力与变形1/26/20231内力剪力图正应力与强度刚度受力与变形和弯矩图1/26/20232受力与变形内力剪应力与强度挤压强度1/26/20233受力与变形内力扭矩图剪应力与强度扭转角与刚度1/26/20234小 结1、受力分析，变形类型，求支座反力2、截面法求内力，画内力图3、确定应力分布规律4、强度计算校核强度、设计截面、确定许可载荷1/26/20235小 结5、截面对强度和刚度的影响，A、Wz、W、Jz、J，材料远离中性轴。6、许用应力7、虎克定律，剪切虎克定律8、刚度条件9、材料力学试验1/26/202

2、36第二节 复杂应力状态弯曲和压缩1/26/20237拉伸与压缩扭转弯曲1/26/20238扭转弯曲1/26/20239一、一点处的应力状态受力构件内任一点各个不同方位截面上的应力及其相互关系称为一点的应力状态 1/26/202310单元体1/26/2023111/26/2023121/26/2023131/26/2023141/26/202315主平面与主应力主单元体50MPa、-20MPa、-100MPa，1/26/202316单向应力状态二向应力状态（平面应力状态）三向应力状态1/26/2023171/26/2023181/26/202319二、平面应力状态1、斜截面上的应力 1/26/

3、202320正应力拉为正，压为负；剪应力以对单元体内任一点的矩顺时针为正，反之为负。1/26/2023211/26/202322半径1/26/202323图图1-1001/26/202324三、主应力和最大剪应力1/26/2023251/26/2023261/26/2023271/26/202328三向应力状态的最大剪应力1/26/202329例6-1讨论圆轴扭转时的应力状态。1/26/2023301/26/202331四、广义虎克定律x：y：叠加：1/26/2023321/26/202333例6-2 每边长均为10mm的钢质立方体放入一个四周为刚性的立方孔中，不留空隙，P=7kN，E=200

4、GPa，=0.3。求立方块内的主应力。1/26/202334作 业P114 第30题 （b）（c）1/26/202335第三节 强度理论一、强度理论的概念 单向应力状态可通过试验建立强度条件破坏原因的假说1/26/202336二、材料的两种破坏形式脆断破坏屈服破坏三向拉应力的塑性材料发生脆性断裂三向压应力的脆性材料有时也发生明显的塑性变形1/26/202337三、四个基本的强度理论一类是解释材料断裂破坏的强度理论，有最大拉应力理论和最大拉应变理论；另一类是解释材料流动破坏的强度理论，最大剪应力理论和形状改变比能理论。1/26/2023381、最大拉应力理论（第一强度理论）在十七世纪提出，针对建

5、筑材料只要最大拉应力达到材料的极限值，材料就发生脆性断裂破坏。破坏条件：强度条件：用于受拉应力的某些脆性材料，铸铁、石料、混凝土 没有考虑其它两个主应力的影响，也不适用于三向压缩应力状态。1/26/2023392、最大伸长线应变理论（第二强度理论）最大伸长线应变达到材料的极限值，材料就发生脆性断裂破坏。满足虎克定律。破坏条件：强度条件：不比第一强度理论好，一般不用。1/26/2023403、最大剪应力理论（第三强度理论）最大剪应力达到极限值，材料就发生屈服破坏。破坏条件：强度条件：虽然没考虑2，但能较好地解释塑性屈服，在工程中得到广泛的应用。1/26/2023414、形状改变比能理论（第四强度

6、理论）变形体单位体积内所积蓄变形能称变形比能。包括形状改变比能和体积改变比能形状改变比能达到极限值，就发生屈服破坏条件：1/26/202342强度条件：考虑2，得到广泛的应用。1/26/2023431/26/202344一般原则如下：1、脆性材料，常用第一、第二强度理论；2、塑性材料，常用第三、第四强度理论；3、在接近三向等拉应力状态下，不论是塑性材料还是脆性材料，都将发生脆性断裂，应采用第一强度理论；4、在接近三向等压应力状态下，不论是塑性材料还是脆性材料，都将发生塑性流动破坏，应采用第三或第四强度理论。1/26/202345例6-3 内径D=100cm的容器，壁厚t=1.0cm，蒸汽压强p

7、=3.5MPa，=160MPa，分别按第三和第四强度理论校核筒身强度。1/26/2023461/26/2023471/26/202348第四节 弯曲和拉压的组合作用1/26/202349横力弯曲1/26/202350纯弯曲1/26/2023511/26/202352受拉（压）和弯曲组合作用的强度条件压缩和弯曲1/26/202353例6-4 夹钳受到工件的反作用力P=5kN，=100MPa，校核其强度。1/26/202354第五节 圆周弯曲和扭转的组合1/26/2023551/26/2023561/26/202357例6-5 卧式离心机转鼓重G=2kN，外力偶矩m=1.2kN.m，=80MPa，分别按第三和第四强度理论设计轴径d。1/26/202358用强度理论解决实际问题步骤：（1）分析外力与变形，分成基本变形（2）内力与应力，计算危险点的应力，画出应力单元体，正应力与剪应力（3）各基本变形应力叠加后确定主应力（4）根据危险点应力状态及构件材料性质，用适当强度理论计算相当应力（5）应用强度条件进行强度校核 1/26/202359作 业P114 第31题P115 第32题1/26/202360