材料力学第十五章课件

材料力学材料力学第十五章材料力学的进一步问题一低周疲劳二工程断裂问题三极限设计四新材料的材料力学概述第十五章材料力学的进一步问题一低周疲劳二工程断裂问题三第一节低周疲劳图15-1第一节低周疲劳图15-1低周疲劳是一个重要的问题。一方面有不少工程构件在整个寿命中只受到有限次数的交变载荷。另一方面大多数构件上都有如孔、槽、过渡圆角等应力集中因素存在，构件周期受载时，总体上虽处于弹性范围内，但在应力集中区的材料往往已进入塑性变形状态，在总体应力水平较高时更是如此。材料的低周疲劳性能研究，能较充分地揭示在大应变尤其是塑性应变产生时，裂纹的形成、发展，以致疲劳断裂的机理，故低周疲劳也常称为应变疲劳。低周疲劳是一个重要的问题。一方面有不少工程构件在整个寿命中只材料力学第十五章课件材料力学第十五章课件材料力学第十五章课件图15-3图15-3第二节工程断裂问题断裂力学的分析要从分析含裂纹的构件或材料中裂纹附近尤其是裂纹端点附近的应力场和应变场开始，然后建立表征裂纹扩展和断裂的新判据。第二节工程断裂问题断裂力学的分析要从分析含裂纹的构件或材图15-4图15-4材料力学第十五章课件图15-5图15-5材料力学第十五章课件材料力学第十五章课件材料力学第十五章课件材料力学第十五章课件图15-6图15-6材料力学第十五章课件材料力学第十五章课件材料力学第十五章课件图15-7图15-7材料力学第十五章课件第三节极限设计利用材料的非弹性性质可以提高结构的承载能力，提高经济性。这样的方法称为塑性分析与设计，或极限设计。图15-8第三节极限设计利用材料的非弹性性质可以提高结构的承载能力材料力学第十五章课件（a）

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（d）图15-9（a）（b）材料力学第十五章课件图15-10图15-10材料力学第十五章课件材料力学第十五章课件（a）

（b）图15-11（a）材料力学第十五章课件材料力学第十五章课件第四节新材料的材料力学概述一、复合材料概述所谓复合材料（compositematerials），通常是指两种或两种以上互不相溶（熔）的材料通过一定的方式组合成的一种新型材料。第四节新材料的材料力学概述一、复合材料概述所谓复合材料（纤维增强复合材料（见图15-12）是以韧性好的金属或塑料为基体将纤维（fibre，filament）材料镶嵌在其中，两者牢固地黏结成整体。纤维材料可以是玻璃、碳、硼、石棉或其他高强度脆性材料。图15-12纤维增强复合材料（见图15-12）是以韧性好的金属或塑料为基二、单层纤维复合材料的弹性模量1．垂直于纤维方向的弹性模量图15-13所示为两种材料黏结而成的复合材料拉杆，这是用来确定垂直于纤维方向弹性模量的串联模型。图15-13二、单层纤维复合材料的弹性模量1．垂直于纤维方向的弹性模量图材料力学第十五章课件材料力学第十五章课件2．平行于纤维方向的弹性模量图15-14（a）所示为沿着平行于纤维方向加载的单层纤维增强复合材料直杆。为了确定平行于纤维方向的弹性模量，可以作如下设想：将复合材料杆中的纤维材料与基体材料分别归结为长度相同、横截面面积不同的两根直杆，两者组成一超静定结构，并且沿着杆件的轴线方向施加轴向载荷，如图15-14（b）所示。

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（b）图15-142．平行于纤维方向的弹性模量图15-14（a）所示为沿着平行材料力学第十五章课件材料力学第十五章课件材料力学第十五章课件材料力学第十五章课件3．纤维增强效应（1）复合材料的名义应力与纤维和基体中的实际应力3．纤维增强效应（1）复合材料的名义应力与纤维和基体中的实际（2）增强效应图15-15（2）增强效应图15-15材料力学第十五章课件图15-16图15-16材料力学第十五章课件4．高分子材料概述高分子材料是指以高分子化合物为基础的材料，由相对分子质量较高的化合物构成。高分子材料按来源可分为天然、半合成和合成高分子材料，按特性可分为橡胶、纤维、塑料、高分子胶粘剂、高分子涂料和高分子基复合材料等。4．高分子材料概述高分子材料是指以高分子化合物为基础的材料，习题（详见课本）习题（详见课本）THEENDTHEEND材料力学材料力学第十五章材料力学的进一步问题一低周疲劳二工程断裂问题三极限设计四新材料的材料力学概述第十五章材料力学的进一步问题一低周疲劳二工程断裂问题三第一节低周疲劳图15-1第一节低周疲劳图15-1低周疲劳是一个重要的问题。一方面有不少工程构件在整个寿命中只受到有限次数的交变载荷。另一方面大多数构件上都有如孔、槽、过渡圆角等应力集中因素存在，构件周期受载时，总体上虽处于弹性范围内，但在应力集中区的材料往往已进入塑性变形状态，在总体应力水平较高时更是如此。材料的低周疲劳性能研究，能较充分地揭示在大应变尤其是塑性应变产生时，裂纹的形成、发展，以致疲劳断裂的机理，故低周疲劳也常称为应变疲劳。低周疲劳是一个重要的问题。一方面有不少工程构件在整个寿命中只材料力学第十五章课件材料力学第十五章课件材料力学第十五章课件图15-3图15-3第二节工程断裂问题断裂力学的分析要从分析含裂纹的构件或材料中裂纹附近尤其是裂纹端点附近的应力场和应变场开始，然后建立表征裂纹扩展和断裂的新判据。第二节工程断裂问题断裂力学的分析要从分析含裂纹的构件或材图15-4图15-4材料力学第十五章课件图15-5图15-5材料力学第十五章课件材料力学第十五章课件材料力学第十五章课件材料力学第十五章课件图15-6图15-6材料力学第十五章课件材料力学第十五章课件材料力学第十五章课件图15-7图15-7材料力学第十五章课件第三节极限设计利用材料的非弹性性质可以提高结构的承载能力，提高经济性。这样的方法称为塑性分析与设计，或极限设计。图15-8第三节极限设计利用材料的非弹性性质可以提高结构的承载能力材料力学第十五章课件（a）

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（d）图15-9（a）（b）材料力学第十五章课件图15-10图15-10材料力学第十五章课件材料力学第十五章课件（a）

（b）图15-11（a）材料力学第十五章课件材料力学第十五章课件第四节新材料的材料力学概述一、复合材料概述所谓复合材料（compositematerials），通常是指两种或两种以上互不相溶（熔）的材料通过一定的方式组合成的一种新型材料。第四节新材料的材料力学概述一、复合材料概述所谓复合材料（纤维增强复合材料（见图15-12）是以韧性好的金属或塑料为基体将纤维（fibre，filament）材料镶嵌在其中，两者牢固地黏结成整体。纤维材料可以是玻璃、碳、硼、石棉或其他高强度脆性材料。图15-12纤维增强复合材料（见图15-12）是以韧性好的金属或塑料为基二、单层纤维复合材料的弹性模量1．垂直于纤维方向的弹性模量图15-13所示为两种材料黏结而成的复合材料拉杆，这是用来确定垂直于纤维方向弹性模量的串联模型。图15-13二、单层纤维复合材料的弹性模量1．垂直于纤维方向的弹性模量图材料力学第十五章课件材料力学第十五章课件2．平行于纤维方向的弹性模量图15-14（a）所示为沿着平行于纤维方向加载的单层纤维增强复合材料直杆。为了确定平行于纤维方向的弹性模量，可以作如下设想：将复合材料杆中的纤维材料与基体材料分别归结为长度相同、横截面面积不同的两根直杆，两者组成一超静定结构，并且沿着杆件的轴线方向施加轴向载荷，如图15-14（b）所示。

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（b）图15-142．平行于纤维方向的弹性模量图15-14（a）所示为沿着平行材料力学第十五章课件材料力学第十五章课件材料力学第十五章课件材料力学第十五章课件3．纤维增强效应（1）复合材料的名义应力与纤维和基体中的实际应力3．纤维增强效应（1）复合材料的名义应力与纤维和基体中的实际（2）增强效应图15-15（2）增强效应图15-15材料力学第十五章课件图15-1