示范教学材料失效与强度理论市公开课一等奖百校联赛特等奖课件.pptx
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1、示范教学(示范教学(2 2)材料失效与强度理论材料失效与强度理论 新体系材料力学教学内容与体系(新体系材料力学教学内容与体系(4 4)张少实哈尔滨工业大学七月第1页第第11 11章章 材料失效与强度理论材料失效与强度理论第2页1 1)惯用工程材料失效模式)惯用工程材料失效模式 屈服屈服与与断裂断裂是材料两种是材料两种基本失效模式。基本失效模式。在简单应力状态(单向应力状态与纯切应力状态)下,材料在简单应力状态(单向应力状态与纯切应力状态)下,材料发生哪种模式失效,将取决于材料本身力学性能。即,脆性材料发生哪种模式失效,将取决于材料本身力学性能。即,脆性材料发生脆性断裂失效;而塑性材料发生屈服失
2、效。发生脆性断裂失效;而塑性材料发生屈服失效。在复杂应力状态下,材料发生哪种模式失效,还要取决于应在复杂应力状态下,材料发生哪种模式失效,还要取决于应力状态。力状态。比如,在三向拉应力状态,即使是非常好塑性材料,比如,在三向拉应力状态,即使是非常好塑性材料,也不会发生屈服失效。也不会发生屈服失效。11-1 11-1 惯用工程材料失效模式及强度理论概念惯用工程材料失效模式及强度理论概念 断裂断裂材料解体材料解体 屈服屈服塑性变形塑性变形 构构件件失失去去承承载载能能力力 或或 某某 种种 功功 效效 第3页 材料发生什么形式失效?何时发生失效?失效时应力,即极材料发生什么形式失效?何时发生失效?
3、失效时应力,即极限应力是多大?怎样建立失效判据?限应力是多大?怎样建立失效判据?要处理这些问题,对于单向应力状态情况是很轻易。那就是要处理这些问题,对于单向应力状态情况是很轻易。那就是能够模拟实际单向应力状态进行轴向拉伸试验。能够模拟实际单向应力状态进行轴向拉伸试验。2 2)强度理论概念)强度理论概念塑性材料塑性材料脆性材料脆性材料失效失效判据判据极限极限应力应力11-1 11-1 惯用工程材料失效模式及强度理论概念惯用工程材料失效模式及强度理论概念 第4页 对于复杂应力状态情况,要回答上述问题就不那么轻易了。对于复杂应力状态情况,要回答上述问题就不那么轻易了。也模拟构件实际应力状态,做试验也
4、模拟构件实际应力状态,做试验?2 2)强度理论概念)强度理论概念行不通 不不过过,材材料料失失效效是是有有原原因因和和规规律律,在在有有限限试试验验基基础础上上,能能够够对对材材料料失失效效现现象象加加以以归归纳纳、整整理理,对对失失效效原原因因作作一一些些假假说说,即即不不论论何何种种应应力力状状态态,也也不不论论何何种种材材料料,只只要要失失效效模模式式相相同同,便便含含有有同同一一个个失失效效原原因因。这这么么,就就能能够够经经过过轴轴向向拉拉伸伸这这一一简简单单试试验验结结果果,去去预预测测材材料料在在不不一一样样应应力力状状态态下失效和建立材料在普通应力状态下失效判据。下失效和建立材
5、料在普通应力状态下失效判据。11-1 11-1 惯用工程材料失效模式及强度理论概念惯用工程材料失效模式及强度理论概念 第5页关于材料失效原因与规律假说或学说,关于材料失效原因与规律假说或学说,称为强度理论。称为强度理论。2 2)强度理论概念)强度理论概念 强强度度理理论论必必须须经经受受试试验验与与实实践践检检验验。实实际际上上,也也正正是是在在重重复复试试验验与与实实践践基基础础上上,强强度度理理论论才才得得到到发发展展并并日日趋趋完善。完善。当当前前,有有许许各各种种强强度度理理论论,本本课课只只介介绍绍工工程程中中惯惯用用几几个强度理论。个强度理论。11-1 11-1 惯用工程材料失效模
6、式及强度理论概念惯用工程材料失效模式及强度理论概念 第6页11-2 11-2 工程中工程中惯用强度理论惯用强度理论 1 1、关于断裂强度理论(略)、关于断裂强度理论(略)第7页11-2 11-2 工程中工程中惯用强度理论惯用强度理论 2 2、关于屈服强度理论、关于屈服强度理论1 1)最大切应力强度理论(第三强度理论)最大切应力强度理论(第三强度理论)材料屈服失效原因材料屈服失效原因最大切应力最大切应力材料屈服失效判据材料屈服失效判据因为因为所以所以第8页11-2 11-2 工程中工程中惯用强度理论惯用强度理论 2 2、关于屈服强度理论、关于屈服强度理论1 1)最大切应力强度理论(第三强度理论)
7、最大切应力强度理论(第三强度理论)讨论:讨论:平平面面应应力力状状态态时时,假假如如 ,三三个个主主应应力力没没有有次序关系。次序关系。应力平面概念应力平面概念第9页11-2 11-2 工程中工程中惯用强度理论惯用强度理论 2 2、关于屈服强度理论、关于屈服强度理论1 1)最大切应力强度理论(第三强度理论)最大切应力强度理论(第三强度理论)讨论:讨论:平平面面应应力力状状态态时时,假假如如 ,三三个个主主应应力力没没有有次序关系。这么,上式将变为次序关系。这么,上式将变为第10页11-2 11-2 工程中工程中惯用强度理论惯用强度理论 2 2、关于屈服强度理论、关于屈服强度理论1 1)最大切应
8、力强度理论(第三强度理论)最大切应力强度理论(第三强度理论)讨论:讨论:平平面面应应力力状状态态时时,假假如如 ,三三个个主主应应力力没没有有次序关系。这么,上式将变为次序关系。这么,上式将变为第11页11-2 11-2 工程中工程中惯用强度理论惯用强度理论 2 2、关于屈服强度理论、关于屈服强度理论1 1)最大切应力强度理论(第三强度理论)最大切应力强度理论(第三强度理论)讨论:讨论:平平面面应应力力状状态态时时,假假如如 ,三三个个主主应应力力没没有有次序关系。这么,上式将变为次序关系。这么,上式将变为第12页11-2 11-2 工程中工程中惯用强度理论惯用强度理论 2 2、关于屈服强度理
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