第十章强度理论讲稿

第十章强度理论一、教学目标掌握强度理论的概念。了解材料的两种破坏形式（按破坏现象区分）。了解常用的四个强度理论的观点、破坏条件、强度条件。掌握常用的四个强度理论的相当应力。了解莫尔强度理论的基本观点。会用强度理论对一些简单的杆件结构进行强度计算。二、教学内容讲解强度理论的概念及材料的两种破坏形式。讲解常用的四个强度理论的基本观点，并推导其破坏条件从而建立强度计算方法。介绍几种强度理论的应用范围和各自的优缺点。简单介绍莫尔强度理论。三、重点难点重点：强度理论的概念、常用的四个强度理论的观点、强度条件及其强度计算。难点：常用四个强度理论的理解；危险点的确定及其强度计算。四、教学方式采用启发式教学，通过提问，引导学生思考，让学生回答问题。胀五、计划钓学时搞词2宝学时晓六、实施萄学时屠七、讲课馅提纲魂(名一烦)如为什么需途要强度理已论及强度错理论的概帐念？狐1遣、为什么具需要强度蛛理息论可(熄回顾基本义变形下强闪度条件的阿建立）壮2干、复杂应寺力状态下盏的强度条馅件是什么丸？怎样建晨立？客3振、强度理容论的概念上4御、四个强税度理论及滤其相当应则力激(仙二苍)借四个强度师理论哨第一强度珍理造论鱼—若—傍最大拉应汁力理论局第二强度膨理翠论透—绿—评最大拉应两变理论巷第三强度尸理绩论掠—木—偶最大剪应数力理论袭第四强度脏理旦论浓——疑(设三忧)炕相当应力μ签(泛四意)身复杂应力捏状态下强小度条件的膜表达式漏σ净r掀≤踢[事σ域]汽(锹一独)颗为什么需戒要强度理膜论？强度链理论的概垂念班1浇、回顾构轧件处于简皆单变形下裹的强度条台件的建立继[仍拉、弹压购]妙注（单向团）弄黄袭率门图田10-1手强度条件久：猜，授由试验得条[爷扭狮转笋]卡（双向）怎图辆10-2敬强度条件咱：畜，妥由试验得帜[兴弯头曲灭]等（二向）燃强度条件团（上下边偏缘点）：士中性层处桨：赢（浓、惜由试验得涛）愉为什么可炮以这样来简建立强度仓条件？因为：羽⑴驶构件内的串应力状态蔽比较简单贷；垂⑵悉用接近这防类构件受魔力情况的耍试验装置庙测定极限井应力值比柱较容易实忽现。偶2矩、复杂应滴力状态下排的强度条险件是什么宴？怎样建至立？户复杂应力楼状态单元牢体辩图止10-3爹它的强度恰条件是：域σ拦x枣≤猜[铲σ鄙]所、店σ旺y弃≤旁[稿σ筝]报杀跳吗？风τ约x刑≤升[撑τ图]甚、醒τ登y众≤云[茧τ壁]不是！净实践证明农：励⑴问强度连与苍σ吓、焰τ摄均有关，坊相互影响例：迫易剪续断劫毯杂役惑叫叮不易剪断石就象推动闯某物一样摩：蓄易浙动激观阿北差嗽雷幕不易悠动滩董刮图踢10-4恶时⑵火强度咬与彻σ傅x式、碰σ还y剪、况σ停z贺(冻σ啄1双、央σ嫩2扯、蛛σ政3册)孙间的比例慈有关径图脉10-5吊σ陆1政=异σ符2灿=0义牧删断雾产榆购σ伍1字=刊σ哈2亿=勇σ责3环哥单向压缩瞒，极易破谢坏的肺似只帮惰三向均有棋受压，极旅难破坏灭那么，复贫杂应力状煌态下的强贴度条件怎予样建立？味模拟实际废受力情况四，通过实旁验来建立恭？不行！！某因强为场秆给σ怜x肌σ斯y剧舟占有无穷的功比例关系凶，实验无松穷无尽，阶不可能完吼成。σz怎么办？浊长期以来誉，随着生氧产和实践芽的发展，押人们在大戴量观察和疤研究了各嫁种类型的逃材料在不齐同受力条而件下的破第坏情况，励根据对材驳料破坏现战象的分析抗，提出了芦各种各样紫的假说，福认为材料具某一类型除的破坏是列由于某种运因素所引脆起的，并临通过简单逼的试验来堵推测材料辛在复杂应芽力状态下乡的强度，辫分析其极裁限条件，云从而建立辨强度条件凶。般3玉、强度理请论的概念变何谓强度制理论？科假说材料如某一类型繁的破坏是射由于某种磨因素所引孔起的，这垫种假说就失称为强度林理论。姨(赵二凭)朵四个强度银理论饶第一强度毯理病论忍—剪—盗最大拉应雀力理论宋假说：决像定材料产罢生断裂破妨坏的主要习因素是单助元体的最鸦大拉应梳力续σ担1喇即：不论妈在什么样订的复杂应棵力状态下慧，只要构筐件内一点锄处的三个性主应力中努的最大拉讲应狡力旋σ刘1赖到达材料所的极限值简时，材料湾就会发生孟脆断破坏应。盗破坏条件破：惜招已σ罩1盈=蹈σ敢b嗽+统鉴顶谁钳鞋腾录材料在拉贼伸试验中较发生脆断捷的极限应唤力输强度条件暴：碌穷洽摩σ锐1汉≤躺[柿σ施]=辞────瞒────福──麦─倘（共A捕）评价：典1舞、只考虑嗓三个主应朋务中冰的瓣σ需1念，而没有锈考虑较小崭的胞σ嫁2士、根σ圣3方；弱2漆、无法解蓄释下列现池象：犯⑴段塑性材料尼：均顽镜简单拉伸谜时，材料含在屈服阶景段沿酒着申45晒°鼠斜面发生效滑移，而逼并不从最壶大拉应离力冻σ世1酬所在的横例截面上拉尼断。锯⑵报脆性材料换：冶前僵简单压缩振时顷图钻10-6候⑶爸三向均匀众受压牺：配σ美1蔽=拍σ顺2会=锹σ疑3坐材料极不悉容易破坏度，甚至超吩过极限应描力几倍、婶十几倍也冶不破坏（鲜如海底岩驶石）末3蹲、此理论宪只对少数滨脆性材料帽受简单拉广伸的情况冰才是正确蛮的（铸铁凉拉伸）互因此更名誉：最大拉虎应力理论剖（最大正左应力理鲜论捎—衣—樱该理论在窗十七世纪柳由伽利略须提出，距哥今已有三毛百多年历秆史，最早回提出：第全一恼.脖第二强度把理银论秘—瞧—弹最大拉应租变理论蝶假夸说丰:耻买决定材料猛发生断裂赠破坏的主转要因素是遣单元体的淡最大拉应穴变汁雅依即税:锅安不论在怎商么复杂的业应力状态医下，只要膊构件内一作点处的最猛大拉应田变峰料ε勒1董达到了材蜘料的极限诸值天ε陡°迁，材料就绿会发生断丢裂破坏。暑破坏条件费：晕渗民=哈乒患──宏脆断破坏身时极限应乏力迟为统一起氏见，将此原条件改奏用蚊σ缎来表示，钢根据虎克皮定律：朗俘─柄─主将此式代聪入上式得：葛强度条件虫：择普────窜────场────种─今（失B同）评价：为1父、此理论察与脆性材祥料简单拉挠伸试验结盆果相结合纺，也可解但释脆性材腹料的压缩符破坏。借据此理论沟可解释：甲图援10-7倚2玻、根据此甘理论，二统向、三向爹受拉应力绿状态比单唇向应力状饭态更安全槐，更容易剑承载，但贞这个结论吓被实验结剖果所否定衰。绩图射10-8患更安全吗遵？残否停!延3辛、三向均蓬匀受压不室易破坏这应一现象，色第二强度唯理论也无在法解释。勤第三强度膛理现论炮—货—挤最大剪应波力理论下假说：决挂定材料塑惜性屈服破狼坏的主要芝因素是单耳元体的最侵大剪应忘力番τ职max检咬。撤破坏条件双：烦（舒—茄—灶拉伸时，拣，勿）感复杂应力残状态下：锻带入上式圣得恶：拳鸭未强度条件邪：婶────尝────宿───止─吧（拢C齐）评价：小1麦、此理论掠能满意地旅解释下述切现象：也⑴针塑性材料锡单向拉伸姥时奴，共45窝°杜斜面搞有半τ洁max窃，滑移线桂。舍⑵剩脆向材料撑轴向压缩胀时大致与雪轴线冲成失45普°也方向斜面遮破坏。托⑶装三向均匀故受压（侮σ网1桶-级σ文3卵=非0裂，贷即枝τ蜻=雨0蜜、摆τ篇max亦=迟0投，应力圆齐上是个点忧圆）材料浊极不容易掏破坏的现笨象。筋2仰、这个理援论没有考队虑御σ鞠2轻的影响，缩显然是个求缺陷。窄3谱、这个理势论不能解衬释：令⑴夏脆性材料东简单拉伸放，并不在酷τ佩max税面上破坏辟。藏⑵心三向均匀厘受拉，也帅应该不易污破坏绞（推∵圆同样也是廉个点圆奴，肯τ胀=夏0复）。颈以上三个载理论是十锤七世纪提少出来的，衡因此称为崭古典三理国论。备第四强度曲理秤论油—牵—且均方根剪疯应力理论岗假设：决蚁定材料塑舟性屈服破似坏的主要距因素是单桨元体的均叶方根剪应贤力着。这个均太方根剪应豆力欣在数量上务与单元体李的三对主拍剪应力。、、有关围可表达成杜下式：找即：不论渗在什么样俘的复杂应翠力状态下弊，只要构狱件内一点默处的均方林根剪应力王达到单向寻拉压危险贩状态时的赛均方根剪诸应力标时，材料弊就要发生罢塑性屈服思破坏。抬则破坏条岩件：芹而单向拉袭压情况下叨：符于是，强幸度条件：矿───胶─才（呀D匹）评价：绸1萍、在二向走应力状态关下，试验廊资料表明灾：按这个涨理论计算歉所得的结把果，基本巾上与试验魄结果相符投，它比第隙三强度理余论更接近序实际情况炊。台2震、该理论诚能满意解弄释三向均菌匀受压不优易破坏的窝现象。虑3少、在机械茫制造工业娘中，第四逝强度理论别和第三强袄度理论都吓得到广泛蜘的应用。辅第四强度朗理累论方—倚—界形状改变气比能理论将些贝又称悬：言阀能量理种论之u板均方根剪么应力理论娱假设：决虚定材料达卖到危险状血态的主要革因素是单即元体的形刑状改变比酒能尝u价d哈.农否来即：不论友在什么样掌的复杂应傻力状态下沸，只要构预件内一点廉处的形状甜改变比能预u柏d庄达到了材为料在单向疲应力状态柴下进入危晚险状态时检的形状改检变比能射u咳d屋，它就处细于极限状难态。劝破坏条件杰：厅u箭d钓=躲，材料在合单向应力亦状态下进磁入危险状撒态时的形骆状改变比宏能敞,融门强度条件戴：始────救─宗─智（浪D或’田）评价：珍1羞、这个理缝论的本质南仍然是剪窑应力是使搁材料达到沫危险状态浅的决定因器素。姓2总、这个理欺论能满意悼地解释三以向均匀受论压极不容易易破坏的访现象。组3抄、这个理据论不能解惕释：诵⑴拨脆性材料矮在简单拉裳伸时发生涉脆断的情述况；燕⑵垦三向均匀劲受拉，按绸此理论材宣料不会发脾生破坏，投这与事实成不符。翅4天、试验资晃料表明：透由这一理碌论计算所溜得的结果命基本上与火试验结果摧相符，它匠比第三强夜度理论更搂接近实际蚀情况。趟(蹈三序)罪相当应力谎综合公式佣（敬A狱）、愁（顾B涉）、积（承C喜）、辟（孤D微），按四咬个强度理宿论所建立席的强度条真件，可写博成统一的粒形式：毒σ欠r伤≤欺[笑σ瓦]狮式中的笛σ丰r坝是根据不没同的强度踏理论所得闷到的复杂万应力状态累下几个主剑应力的综忧合值。这续种主应力林的综合值摩和以它作恒为轴向拉天伸时的拉顾应力在安滋全程度上演的是相当估的，通常嘱称妖σ忘r妨为相当应棍力。茂四个强度瞒理论的相送当应力表倾达式分别剩为μ潮(防四浇)铃强度理论艘的选用贿一般说来庄：贱第一、二狠强度理论撞用于脆性扛材料；妻第三、四捏强度理论丑用于塑性联材料。乓例狱题削10-1煮引栗有一铸铁滤制成的构奴件，其危辉险点处的夸应力状态绍如图所示膊。材尺料的容许位拉应锤力怖[效σ因+最]=35蚕MPa汪,栽压应吗力瓜[路σ插-辟]=12迷0MPa耐,俘试校核此挑构件的强袄度。艘图刮10-1某0承解姑：予1幼、计算主购应力，，持2馅、强度理那论选用。最∵新铸铁是脆厉性材睡料遗垃长∴腾采用第一育强度理论风校核房3蚀、结论：抹根据第一爹强度理论虏的计算结跃果可知。纳该构件强民度足够。源例估题皂10-2蓬坑备在钢叫材瓣Q阴235槐制成的构惰件中的危胡险点处取虎应力状态帝如图所示植。已知钢普的阳[溉σ波]=17座0MPa健,穴试校核强铲度。值图净10-9户解塌：飘1辣、计算主岩应力蛛根据应力蛇状态，分泻别求出怖MPa牌航MPa骂礼MPa裕2斗、强度理辫论选用孝Q浙235踏—垮塑性材料售，采用第非三或第四卫强度理论重校核现3块、分析与圣讨论南根据第三六强度理论越。该构件西安全旷∵粱∴勿满足第三叉强度则第志四理论必驰然满足。博例女题行10-3炕屑刘单元体如埋图所示，斧材料的泊猛松涂比部μ奶=0.领3镜。绣图既10-1旱1壶⑴丛求主应力港，并在单望元体图中痒表示出主间应力及其浅作用平面庆；眉⑵熔若用第二粉强度理论邻进行强度劫计算，试