强度失效材料力学

强度失效材料力学第一页，共六十页，编辑于2023年，星期日单向应力状态下材料的力学行为弹性行为屈服行为断裂行为硬化与软化行为拉延行为卸载与重新加载行为

三种拉伸应力-应变曲线

单向压缩应力状态下材料的力学行为

单向应力状态下材料的失效判据第7章强度失效分析与设计准则第二页，共六十页，编辑于2023年，星期日单向应力状态下材料的力学行为

三种拉伸应力应变曲线脆性材料第12章

失效分析与设计准则第三页，共六十页，编辑于2023年，星期日单向应力状态下材料的力学行为韧性金属材料第7章强度失效分析与设计准则

三种拉伸应力应变曲线第四页，共六十页，编辑于2023年，星期日单向应力状态下材料的力学行为聚合物第7章强度失效分析与设计准则

三种拉伸应力应变曲线第五页，共六十页，编辑于2023年，星期日单向应力状态下材料的力学行为屈服行为0.2条件屈服应力—塑性应变等于0。2％时的应力值第7章强度失效分析与设计准则第六页，共六十页，编辑于2023年，星期日单向应力状态下材料的力学行为屈服行为0.2条件屈服应力—塑性应变等于0。2％时的应力值第7章强度失效分析与设计准则第七页，共六十页，编辑于2023年，星期日硬化与软化行为单向应力状态下材料的力学行为第7章强度失效分析与设计准则第八页，共六十页，编辑于2023年，星期日硬化与软化行为单向应力状态下材料的力学行为第7章强度失效分析与设计准则第九页，共六十页，编辑于2023年，星期日断裂行为单向应力状态下材料的力学行为第7章强度失效分析与设计准则第十页，共六十页，编辑于2023年，星期日强度指标(失效应力)

韧性材料σo＝σS脆性材料σo＝σb韧性指标单向应力状态下材料的力学行为脆性材料韧性金属材料第7章强度失效分析与设计准则－延伸率第十一页，共六十页，编辑于2023年，星期日单向应力状态下材料的力学行为卸载与重新加载行为卸载第7章强度失效分析与设计准则第十二页，共六十页，编辑于2023年，星期日单向应力状态下材料的力学行为卸载与再加载行为再加载第7章强度失效分析与设计准则第十三页，共六十页，编辑于2023年，星期日单向应力状态下材料的力学行为单向压缩应力状态下材料的力学行为

第7章强度失效分析与设计准则第十四页，共六十页，编辑于2023年，星期日单向应力状态下材料的力学行为单向压缩应力状态下材料的力学行为

第7章强度失效分析与设计准则第十五页，共六十页，编辑于2023年，星期日失效的概念与分类第7章强度失效分析与设计准则7-2

失效的概念与分类材料的力学行为使构件丧式正常功能的现象——构件失效失效分类强度失效刚度失效屈曲失效疲劳失效蠕变失效松弛失效第十六页，共六十页，编辑于2023年，星期日

单向应力状态下材料的失效判据单向应力状态下材料的力学行为韧性材料脆性材料第7章强度失效分析与设计准则max==bmax==s第十七页，共六十页，编辑于2023年，星期日第7章强度失效分析与设计准则难点

应力状态的多样性试验的复杂性

不可能性与可能性7-3强度失效判据与设计准则第十八页，共六十页，编辑于2023年，星期日第7章强度失效分析与设计准则7-3强度失效分析与设计准则对于相同的失效形式建立失效原因假说的可能性；利用拉伸试验的结果建立复杂应力状态下的失效判据不可能性与可能性第十九页，共六十页，编辑于2023年，星期日第7章强度失效分析与设计准则常温静载下的失效(1)屈服(2)断裂无裂纹体含裂纹体

强度失效(FailurebyLostStrength)—由于断裂(Rupture)或屈服(Yield)引起的失效第二十页，共六十页，编辑于2023年，星期日第7章强度失效分析与设计准则7-4屈服准则(CriteriaofYield)最大切应力准则

(Tresca’sCriterion)

无论材料处于什么应力状态,只要发生屈服,都是由于微元内的最大切应力达到了某一共同的极限值。第二十一页，共六十页，编辑于2023年，星期日第7章强度失效分析与设计准则最大切应力准则

(Tresca’sCriterion)

无论材料处于什么应力状态,只要发生屈服,都是由于微元内的最大切应力达到了某一共同的极限值。123=s第二十二页，共六十页，编辑于2023年，星期日第7章强度失效分析与设计准则123=s失效判据设计准则最大切应力准则第二十三页，共六十页，编辑于2023年，星期日第7章强度失效分析与设计准则失效判据第二十四页，共六十页，编辑于2023年，星期日第7章强度失效分析与设计准则屈服准则(CriteriaofYield)形状改变比能准则(Mises’sCriterion)

无论材料处于什么应力状态,只要发生屈服,都是由于微元的形状改变比能达到一个共同的极限值。第二十五页，共六十页，编辑于2023年，星期日第7章强度失效分析与设计准则屈服准则(CriteriaofYield)形状改变比能准则(Mises’sCriterion)

无论材料处于什么应力状态,只要发生屈服,都是由于微元的形状改变比能达到一个共同的极限值。第二十六页，共六十页，编辑于2023年，星期日第7章强度失效分析与设计准则形状改变比能准则123=s第二十七页，共六十页，编辑于2023年，星期日第7章强度失效分析与设计准则形状改变比能准则失效判据设计准则第二十八页，共六十页，编辑于2023年，星期日第7章强度失效分析与设计准则平面应力状态下畸变能准则的几何表示第二十九页，共六十页，编辑于2023年，星期日第7章强度失效分析与设计准则断裂准则(CriteriaofFracture)无裂纹体的断裂准则—最大拉应力准则(MaximumTensile-StressCriterion)无论材料处于什么应力状态,只要产生脆性断裂,都是由于微元最大拉力达到了一个共同的极限值。

第三十页，共六十页，编辑于2023年，星期日第7章强度失效分析与设计准则123=b无裂纹体的断裂准则—最大拉应力准则第三十一页，共六十页，编辑于2023年，星期日第7章强度失效分析与设计准则无裂纹体的断裂准则—最大拉应力准则失效判据设计准则第三十二页，共六十页，编辑于2023年，星期日第7章强度失效分析与设计准则带裂纹体的断裂准则—

线性断裂力学准则

裂纹尖端的应力集中韧性材料脆性断裂第三十三页，共六十页，编辑于2023年，星期日第7章强度失效分析与设计准则

应力集中应力集中因数

K=max/avg第三十四页，共六十页，编辑于2023年，星期日第7章强度失效分析与设计准则应力集中因数

K第三十五页，共六十页，编辑于2023年，星期日第7章强度失效分析与设计准则

裂纹尖端的应力集中2arxyσσσ—名义应力，Singularity第三十六页，共六十页，编辑于2023年，星期日第7章强度失效分析与设计准则线性断裂力学判据

KI=KICKI—应力强度因子KIC—断裂韧性(由实验确定)经典准则不再适用

应力集中区域内材料处于三向拉伸应力状态材料由韧性向脆性转变第三十七页，共六十页，编辑于2023年，星期日第7章强度失效分析与设计准则

莫尔准则(MohrCriterion)请同学们自学材料力学教程§7-6第三十八页，共六十页，编辑于2023年，星期日第7章强度失效分析与设计准则将设计准则中直接与许用应力[σ]比较的量,称之为计算应力σri或应力强度Si(最大拉应力准则)(最大切应力准则)(形状改变比能准则)关于计算应力与应力强度第三十九页，共六十页，编辑于2023年，星期日第7章强度失效分析与设计准则应用举例例题一已知：铸铁构件上危险点的应力状态。铸铁拉伸许用应力[]=30MPa。试校核该点的强度。第四十页，共六十页，编辑于2023年，星期日第7章强度失效分析与设计准则应用举例例题一

解：首先根据材料和应力状态确定失效形式，选择设计准则。脆性断裂，最大拉应力准则max=1[]其次确定主应力第四十一页，共六十页，编辑于2023年，星期日第7章强度失效分析与设计准则例题一第四十二页，共六十页，编辑于2023年，星期日第7章强度失效分析与设计准则例题一1＝29.28MPa,2＝3.72MPa,3＝0max=1<[]=

30MPa结论：强度是安全的。第四十三页，共六十页，编辑于2023年，星期日第7章强度失效分析与设计准则应用举例例题二已知：和

试写出最大切应力准则和形状改变比能准则的表达式。第四十四页，共六十页，编辑于2023年，星期日第7章强度失效分析与设计准则例题二解：首先确定主应力3＝221

2＋42－2＋21

2＋421＝2＝0第四十五页，共六十页，编辑于2023年，星期日第7章强度失效分析与设计准则例题二对于最大切应力准则r3=1-3=对于形状改变比能准则r4=

2＋42=

2＋32第四十六页，共六十页，编辑于2023年，星期日例题7-5已知：σs=250Mpa求：安全系数解：1。求主应力2。最大切应力准则的安全系数3。畸变能准则的安全系数第四十七页，共六十页，编辑于2023年，星期日第四十八页，共六十页，编辑于2023年，星期日第7章强度失效分析与设计准则关于失效的几点结论关于设计准则的应用失效分析的重要性

安全因数的选择7-8结论和讨论第四十九页，共六十页，编辑于2023年，星期日第7章强度失效分析与设计准则关于失效的几点结论首先,要区分一点失效与构件失效一点失效即构件失效第五十页，共六十页，编辑于2023年，星期日第7章强度失效分析与设计准则关于失效的几点结论首先,要区分材料失效与构件失效第五十一页，共六十页，编辑于2023年，星期日第7章强度失效分析与设计准则一点失效并不意味构件失效第五十二页，共六十页，编辑于2023年，星期日第7章强度失效分析与设计准则第二要区分构件失效和结构失效第五十三页，共六十页，编辑于2023年，星期日第7章强度失效分析与设计准则韧性材料脆性材料脆性断裂塑性变形第三