强度失效材料力学课件

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单向应力状态下弹性行为三种拉伸应力-应变曲线1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单向应力状态下三种拉伸应力应变曲线脆性材料第12章失2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单向应力状态下韧性金属材料第7章强度失效分析与设计准则3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单向应力状态下聚合物第7章强度失效分析与设计准则三种4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单向应力状态下屈服行为0.2条件屈服应力第7章强度5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单向应力状态下屈服行为0.2条件屈服应力第7章强度6

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硬化与软化行为单向应力状态下第7章强度失效分析与设计7

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硬化与软化行为单向应力状态下第7章强度失效分析与设计8

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断裂行为单向应力状态下第7章强度失效分析与设计准则9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－延伸率强度指标(失效应力)韧性材料σo＝σS脆性材料σo＝σb10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单向应力状态下卸载与重新加载行为卸载第7章强度失效分11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单向应力状态下卸载与再加载行为再加载第7章强度失效分12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单向应力状态下单向压缩应力状态下第7章强度失效分析与13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单向应力状态下单向压缩应力状态下第7章强度失效分析与14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失效的概念与分类第7章强度失效分析与设计准则7-215

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=

=b

max=

=s单向应力状态下单向应力状态下韧性材料脆性材料第7章16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7章强度失效分析与设计准则难点7-3强度17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18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7章强度失效分析与设计准则常温静载下的失效(1)屈19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7章强度失效分析与设计准则7-4屈服准则(Criter20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。

1

2

3=s第7章强度失效分析与设计准则最大切应力准则(Tre21第7章强度失效分析与设计准则

1

2

3=s失效判据设计准则

最大切应力准则第7章强度失效分析与设计准则123=s失效判22第7章强度失效分析与设计准则失效判据第7章强度失效分析与设计准则失效判据23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7章强度失效分析与设计准则屈服准则(Criter24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7章强度失效分析与设计准则屈服准则(Criter25第7章强度失效分析与设计准则形状改变比能准则

1

2

3=s第7章强度失效分析与设计准则形状改变比能准则12326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27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28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7章强度失效分析与设计准则断裂准则(Criteri29第7章强度失效分析与设计准则

1

2

3=b

无裂纹体的断裂准则—最大拉应力准则第7章强度失效分析与设计准则123=b30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7章强度失效分析与设计准则无裂纹体的断裂准则—最31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7章强度失效分析与设计准则带裂纹体的断裂准则—32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7章强度失效分析与设计准则应力集中应力集中因数33第7章强度失效分析与设计准则应力集中因数

K第7章强度失效分析与设计准则应力集中因数K34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7章强度失效分析与设计准则裂纹尖端的应力集中235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7章强度失效分析与设计准则线性断裂力学判据36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7章强度失效分析与设计准则莫尔准则(MohrC37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[38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7章强度失效分析与设计准则应用举例例题一已知39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7章强度失效分析与设计准则应用举例例题一40第7章强度失效分析与设计准则例题一第7章强度失效分析与设计准则例题一41第7章强度失效分析与设计准则例题一

1＝29.28MPa,

2＝3.72MPa,

3＝0

max=

1<[

]

=

30MPa结论：强度是安全的。第7章强度失效分析与设计准则例题一1＝29.28M42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7章强度失效分析与设计准则应用举例例题二已知43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＋4

2－

2＋21

2＋4

2

1＝

2＝0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44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＋4

2=

2＋3

2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45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例题7-5已知：σs=250Mpa解：1。求主应力2。最大46强度失效材料力学课件47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7章强度失效分析与设计准则关于失效的几点结论7-848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7章强度失效分析与设计准则关于失效的几点结论首先49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7章强度失效分析与设计准则关于失效的几点结论首先50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7章强度失效分析与设计准则一点失效并不51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52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要注意强度失效不仅与应力大小有关，而且与应力状