k组合变形应力状态理论.pptx
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1、2.2.2.应变状态分析应变状态分析应变状态分析应变状态分析应变状态分析应变状态分析4.4.4.强度理论强度理论强度理论强度理论强度理论强度理论本章内容小结本章内容小结本章内容小结本章内容小结本章内容小结本章内容小结本章基本要求本章基本要求本章基本要求本章基本要求本章基本要求本章基本要求背景材料背景材料背景材料背景材料背景材料背景材料序言序言序言序言序言序言1.1.1.应力状态分析应力状态分析应力状态分析应力状态分析应力状态分析应力状态分析3.3.3.广义虎克定律广义虎克定律广义虎克定律广义虎克定律广义虎克定律广义虎克定律5.5.5.组合变形杆件的强度计算组合变形杆件的强度计算组合变形杆件的强
2、度计算组合变形杆件的强度计算组合变形杆件的强度计算组合变形杆件的强度计算第1页/共56页组合变形内力内力应力应力强度强度变形变形刚度刚度超静定超静定Internal Internal forcesforcesstressstress strengthstrengthDeformDeformationationstiffnessstiffnessStaticallyStatically indeterminate indeterminateproblemsproblems材材材材 料料料料 力力力力 学学学学 主主主主 要要要要 内内内内 容容容容拉压扭转弯曲第2页/共56页组合变形内力内力应力
3、应力强度强度变形变形刚度刚度超静定超静定Internal Internal forcesforcesstressstress strengthstrengthDeformDeformationationstiffnessstiffnessStaticallyStatically indeterminate indeterminateproblemsproblems2.2.2.应变状态分析应变状态分析应变状态分析应变状态分析应变状态分析应变状态分析1.1.1.应力状态分析应力状态分析应力状态分析应力状态分析应力状态分析应力状态分析3.3.3.广义虎克定律广义虎克定律广义虎克定律广义虎克定律广义虎
4、克定律广义虎克定律4.4.4.强度理论强度理论强度理论强度理论强度理论强度理论5.5.5.组合变形杆件组合变形杆件组合变形杆件组合变形杆件组合变形杆件组合变形杆件的强度计算的强度计算的强度计算的强度计算的强度计算的强度计算材材材材 料料料料 力力力力 学学学学 主主主主 要要要要 内内内内 容容容容第3页/共56页基本要求基本要求 1.清楚一点应力状态的概念清楚一点应力状态的概念;理解主应力的意义理解主应力的意义;掌握平面应力状态的分析方法掌握平面应力状态的分析方法;能正确计算平面应力能正确计算平面应力状态的主应力和主方向状态的主应力和主方向;能正确计算最大切应力能正确计算最大切应力.2.了解
5、一点应变状态的概念了解一点应变状态的概念;理解主应变的意义理解主应变的意义;掌握平面应力状态的应变分析方法掌握平面应力状态的应变分析方法;能正确计算平能正确计算平面应力状态的主应变和主应变方向面应力状态的主应变和主应变方向.3.掌握广义虎克定律以及其应用掌握广义虎克定律以及其应用.第4页/共56页5.理解强度准则的概念理解强度准则的概念;了解四种常用强了解四种常用强度准则的思想和方法度准则的思想和方法;能正确的应用强度准能正确的应用强度准则判别危险点的安全性则判别危险点的安全性.6.掌握各种组合变形的强度计算掌握各种组合变形的强度计算;记忆几组记忆几组重要的公式重要的公式.4.记住上述内容中的
6、五组重要公式记住上述内容中的五组重要公式.第5页/共56页MMA AB BT TN NPrefacePrefaceTwo or three basic deformations are Two or three basic deformations are Two or three basic deformations are combined together in a bar ,this kind of combined together in a bar ,this kind of combined together in a bar ,this kind of deformation
7、is called combined deformation deformation is called combined deformation deformation is called combined deformation.A AA A组合变形组合变形组合变形组合变形1.组合变形的概念组合变形的概念(concept of combined deformations)危险点的应力情况(stresses at dangerous point)第6页/共56页MMA AB BT TN NB BB B complex stress complex stress complex stress
8、statestatestate复杂应力状态复杂应力状态复杂应力状态复杂应力状态工程中所能遇见的工程中所能遇见的工程中所能遇见的工程中所能遇见的工程中所能遇见的工程中所能遇见的最复杂的应力情况最复杂的应力情况最复杂的应力情况最复杂的应力情况最复杂的应力情况最复杂的应力情况组合变形组合变形组合变形组合变形第7页/共56页Strength of materials at one point Strength of materials at one point 2.一一点处材料的强度点处材料的强度 注意注意:杆件的强度杆件的强度分析实质上是分析分析实质上是分析危险点的强度危险点的强度!则杆件安全则杆件
9、安全则杆件安全则杆件安全 则杆件不安全则杆件不安全则杆件不安全则杆件不安全问题问题问题问题:材料力学这样分析杆件材料力学这样分析杆件材料力学这样分析杆件材料力学这样分析杆件的安全性问题是基于什么思想的安全性问题是基于什么思想的安全性问题是基于什么思想的安全性问题是基于什么思想?第8页/共56页Strength of materials at one point Strength of materials at one point(1)拉压及梁弯曲最大正应力点拉压及梁弯曲最大正应力点(2)扭转及梁弯曲最大切应力点扭转及梁弯曲最大切应力点2.一一点处材料的强度点处材料的强度 Simple stre
10、ss stateSimple stress state 简单应力状态简单应力状态简单应力状态简单应力状态简单应力状态简单应力状态杆件安全杆件安全杆件安全杆件安全杆件安全杆件安全杆件安全杆件安全A危险点危险点危险点危险点A危险点危险点危险点危险点简单拉压简单拉压简单拉压简单拉压纯剪切纯剪切纯剪切纯剪切第9页/共56页即使是处于简单应力状态下的点即使是处于简单应力状态下的点,其破坏有时也具有复杂性其破坏有时也具有复杂性:A脆性材料(brittle materials)A切应力过大而破坏切应力过大而破坏拉应力过大而破坏拉应力过大而破坏Shearing stress over its Shearing
11、 stress over its limitelimiteNormal stress over its Normal stress over its limitelimite塑性材料(plastic materials)压应力达到屈服应力而压应力达到屈服应力而强度失效强度失效Normal stress over its Normal stress over its limitelimiteA切应力过大而破坏切应力过大而破坏Shearing stress over its Shearing stress over its limitelimite第10页/共56页Results:(1)The s
12、trength of materials at one point is relation to its mechanic behaviors.(2)The strength of materials at one point is relation to the stresses of this point,many times relation to the stresses along the slope directions.(3)The strength of materials at one point is relation to some maxium stresses of
13、this point.结论结论:(1)材料一点处的强度与材料的力学性能有关材料一点处的强度与材料的力学性能有关.(2)材料一点处的强度与该点的应力情况有关材料一点处的强度与该点的应力情况有关,而且很多而且很多时候与斜方位的应力有关时候与斜方位的应力有关.(3)材料一点处的强度与该点的某种最大应力有关材料一点处的强度与该点的某种最大应力有关.第11页/共56页(3)组合变形危险点组合变形危险点 A 点在什么情况下安全点在什么情况下安全又在什么情况下危险又在什么情况下危险?Complex stress stateComplex stress state 复杂应力状态复杂应力状态A危险点危险点危险点
14、危险点A安全安全安全安全A安全安全安全安全问题:线弹性小变形条件下线弹性小变形条件下,材料力学问题的哪些材料力学问题的哪些量是可以叠加的量是可以叠加的?判断判断:由叠加原理,A点安全.可以这样判断吗可以这样判断吗?第12页/共56页(3)组合变形危险点组合变形危险点 A 点在什么情况下安全点在什么情况下安全又在什么情况下危险又在什么情况下危险?Complex stress stateComplex stress state 复杂应力状态复杂应力状态A危险点危险点危险点危险点实质上问题就是:杆件抵抗不同变形的强度是杆件抵抗不同变形的强度是否可以叠加否可以叠加?安全安全安全安全安全安全安全安全安全
15、吗安全吗安全吗安全吗?第13页/共56页问题问题(QuestionQuestion):):Is the point A in safety or not?Is the point A in safety or not?A A 点安全吗点安全吗点安全吗点安全吗?A危险点危险点危险点危险点When:问题:A 点的点的安全性由什么安全性由什么来决定来决定?A 点在什么情况下安全点在什么情况下安全又在什么情况下危险又在什么情况下危险?Complex stress stateComplex stress state 复杂应力状态复杂应力状态(3)组合变形危险点组合变形危险点第14页/共56页 Acoor
16、ding to the test the Acoording to the test the Acoording to the test the point A perhaps is not in safety point A perhaps is not in safety point A perhaps is not in safety.但根据实验但根据实验,图示应力情况可能不安全图示应力情况可能不安全!AWhen:A 点如果绝对安全点如果绝对安全 本章内容就是完全不必要的本章内容就是完全不必要的!To answer this question,we must construct To a
17、nswer this question,we must construct To answer this question,we must construct the strength criteria for the complex stress the strength criteria for the complex stress the strength criteria for the complex stress state againstate againstate again.要回答这个问题要回答这个问题,我们必须重新建立处于复杂应力我们必须重新建立处于复杂应力状态下的点状态下
18、的点 A 的强度准则的强度准则.也即杆件抵抗不同变形的强度一般是不能叠加的也即杆件抵抗不同变形的强度一般是不能叠加的.于是材料力学必须回答于是材料力学必须回答:它在什么情况下安它在什么情况下安全全?又在什么情况下不安全又在什么情况下不安全?第15页/共56页In order to analysis the strength of a In order to analysis the strength of a In order to analysis the strength of a point whose stress state is complex,first point whose
19、stress state is complex,first point whose stress state is complex,first we must analysis the stresses of this we must analysis the stresses of this we must analysis the stresses of this point,next construct its broken criteria,point,next construct its broken criteria,point,next construct its broken
20、criteria,then we can know the point is safe or then we can know the point is safe or then we can know the point is safe or not in strength.not in strength.not in strength.组合变形杆件刚度方面的安全性由于各种基本组合变形杆件刚度方面的安全性由于各种基本变形之间不存在耦合效应变形之间不存在耦合效应,因此其刚度条件如前因此其刚度条件如前面几章所述面几章所述,本章不再重复本章不再重复.为了分析处于复杂应力状态下的点的强为了分析处于复
21、杂应力状态下的点的强度度,首先要分析该点的应力情况首先要分析该点的应力情况,其次其次要建立该点的破坏准则要建立该点的破坏准则,然后才可知道然后才可知道该点是否安全该点是否安全.所以本章的主要任务就是所以本章的主要任务就是:(1)进行应力状态分析进行应力状态分析.(2)建立处于复杂应力状态下的点的强度准则建立处于复杂应力状态下的点的强度准则.(3)计算组合变形杆件的强度计算组合变形杆件的强度.第16页/共56页1.1.应力状态分析应力状态分析应力状态分析应力状态分析Analysis of stresses第17页/共56页1.1 一点应力状态概念Concept of general stress
22、 state at one pointConcept of general stress state at one pointConcept of general stress state at one point就是过该点的所有平面上的应力情况就是过该点的所有平面上的应力情况!如果一点应力情况的总和是已知的,则说该点的应力状态是确定的或已知的.Definition:Definition:Definition:The situation of whole The situation of whole The situation of whole stresses at one point is
23、 called stress stresses at one point is called stress stresses at one point is called stress state of this point.state of this point.state of this point.应力情况的总和是什么意思应力情况的总和是什么意思?结构一点处应力情况的总和称为一点应力状态结构一点处应力情况的总和称为一点应力状态.第18页/共56页If the stresses on all planes cross If the stresses on all planes cross
24、If the stresses on all planes cross one point are known,we say the one point are known,we say the one point are known,we say the stress state at this point is stress state at this point is stress state at this point is determineddetermineddetermined.x xxz zzy yy即即:如果过该点的所有平面上的如果过该点的所有平面上的应力都已知应力都已知,
25、则说该点的应力状则说该点的应力状态是确定的或已知的态是确定的或已知的.第19页/共56页 问题问题:一点应力状态是一个物理量,一点应力状态是一个物理量,怎样描述它怎样描述它?首先首先,不可能采用将无穷多个平面上的应力罗不可能采用将无穷多个平面上的应力罗列起来的方法来描述一点应力状态列起来的方法来描述一点应力状态!通常描述一个物理量用数字 温度:一个数-标量 速度:三个数-矢量一点应力状态一点应力状态:几个数:几个数?又是什么数学量?又是什么数学量?必须另想办法!第20页/共56页是否有这种可能是否有这种可能:知道过一点处几个特知道过一点处几个特殊平面上的应力殊平面上的应力,而过该点的其它任意,
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