強(qiáng)度失效材料力學(xué)

1、強(qiáng)度失效材料力學(xué)第1頁(yè)，共60頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)45分，星期三單向應(yīng)力狀態(tài)下 材料的力學(xué)行為 彈性行為 屈服行為 斷裂行為 硬化與軟化行為 拉延行為 卸載與重新加載行為 三種拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線 單向壓縮應(yīng)力狀態(tài)下材料的力學(xué)行為 單向應(yīng)力狀態(tài)下材料的失效判據(jù)第7章 強(qiáng)度失效分析與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則第2頁(yè)，共60頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)45分，星期三單向應(yīng)力狀態(tài)下 材料的力學(xué)行為 三種拉伸應(yīng)力應(yīng)變曲線脆性材料第12章 失效分析與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則第3頁(yè)，共60頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)45分，星期三單向應(yīng)力狀態(tài)下 材料的力學(xué)行為韌性金屬材料第7章 強(qiáng)度失效分析與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 三種拉伸應(yīng)力應(yīng)變曲

2、線第4頁(yè)，共60頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)45分，星期三單向應(yīng)力狀態(tài)下 材料的力學(xué)行為聚合物第7章 強(qiáng)度失效分析與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 三種拉伸應(yīng)力應(yīng)變曲線第5頁(yè)，共60頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)45分，星期三單向應(yīng)力狀態(tài)下 材料的力學(xué)行為 屈服行為0.2條件屈服應(yīng)力塑性應(yīng)變等于0。2時(shí)的應(yīng)力值第7章 強(qiáng)度失效分析與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則第6頁(yè)，共60頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)45分，星期三單向應(yīng)力狀態(tài)下 材料的力學(xué)行為 屈服行為0.2條件屈服應(yīng)力塑性應(yīng)變等于0。2時(shí)的應(yīng)力值第7章 強(qiáng)度失效分析與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則第7頁(yè)，共60頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)45分，星期三 硬化與軟化行為單向應(yīng)力狀態(tài)下 材料的

3、力學(xué)行為第7章 強(qiáng)度失效分析與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則第8頁(yè)，共60頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)45分，星期三 硬化與軟化行為單向應(yīng)力狀態(tài)下 材料的力學(xué)行為第7章 強(qiáng)度失效分析與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則第9頁(yè)，共60頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)45分，星期三 斷裂行為單向應(yīng)力狀態(tài)下 材料的力學(xué)行為第7章 強(qiáng)度失效分析與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則第10頁(yè)，共60頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)45分，星期三強(qiáng)度指標(biāo)(失效應(yīng)力) 韌性材料oS 脆性材料ob韌性指標(biāo)單向應(yīng)力狀態(tài)下 材料的力學(xué)行為脆性材料韌性金屬材料第7章 強(qiáng)度失效分析與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則延伸率第11頁(yè)，共60頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)45分，星期三單向應(yīng)力狀態(tài)下 材料的力學(xué)行為

4、 卸載與重新加載行為卸載第7章 強(qiáng)度失效分析與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則第12頁(yè)，共60頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)45分，星期三單向應(yīng)力狀態(tài)下 材料的力學(xué)行為 卸載與再加載行為再加載第7章 強(qiáng)度失效分析與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則第13頁(yè)，共60頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)45分，星期三單向應(yīng)力狀態(tài)下 材料的力學(xué)行為 單向壓縮應(yīng)力狀態(tài)下 材料的力學(xué)行為 第7章 強(qiáng)度失效分析與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則第14頁(yè)，共60頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)45分，星期三單向應(yīng)力狀態(tài)下 材料的力學(xué)行為 單向壓縮應(yīng)力狀態(tài)下 材料的力學(xué)行為 第7章 強(qiáng)度失效分析與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則第15頁(yè)，共60頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)45分，星期三失效的概念與分類(lèi)第

5、7章 強(qiáng)度失效分析與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則7-2 失效的概念與分類(lèi)材料的力學(xué)行為使構(gòu)件喪式正常功能的現(xiàn)象構(gòu)件失效失效分類(lèi)強(qiáng)度失效剛度失效屈曲失效疲勞失效蠕變失效松弛失效第16頁(yè)，共60頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)45分，星期三 單向應(yīng)力狀態(tài)下 材料的失效判據(jù)單向應(yīng)力狀態(tài)下 材料的力學(xué)行為韌性材料脆性材料第7章 強(qiáng)度失效分析與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則max= = bmax= = s第17頁(yè)，共60頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)45分，星期三第7章 強(qiáng)度失效分析與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則難 點(diǎn) 應(yīng)力狀態(tài)的多樣性 試驗(yàn)的復(fù)雜性 不可能性與可能性7-3 強(qiáng)度失效判據(jù)與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則第18頁(yè)，共60頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)45分，星期三第7

6、章 強(qiáng)度失效分析與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則7-3 強(qiáng)度失效分析與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 對(duì)于相同的失效形式建立失效原因假說(shuō)的可能性； 利用拉伸試驗(yàn)的結(jié)果建立復(fù)雜應(yīng)力 狀態(tài)下的失效判據(jù) 不可能性與可能性第19頁(yè)，共60頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)45分，星期三第7章 強(qiáng)度失效分析與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則常溫靜載下的失效(1) 屈 服(2) 斷 裂無(wú)裂紋體含裂紋體 強(qiáng)度失效(Failure by Lost Strength) 由于斷裂(Rupture)或屈服(Yield)引起的失效第20頁(yè)，共60頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)45分，星期三第7章 強(qiáng)度失效分析與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則7-4屈服準(zhǔn)則(Criteria of Yield) 最大切應(yīng)力準(zhǔn)

7、則 (Trescas Criterion) 無(wú)論材料處于什么應(yīng)力狀態(tài),只要發(fā)生屈服,都是由于微元內(nèi)的最大切應(yīng)力達(dá)到了某一共同的極限值。第21頁(yè)，共60頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)45分，星期三第7章 強(qiáng)度失效分析與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 最大切應(yīng)力準(zhǔn)則 (Trescas Criterion) 無(wú)論材料處于什么應(yīng)力狀態(tài),只要發(fā)生屈服,都是由于微元內(nèi)的最大切應(yīng)力達(dá)到了某一共同的極限值。123= s第22頁(yè)，共60頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)45分，星期三第7章 強(qiáng)度失效分析與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則123= s失效判據(jù)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 最大切應(yīng)力準(zhǔn)則第23頁(yè)，共60頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)45分，星期三第7章 強(qiáng)度失效

8、分析與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則失效判據(jù)第24頁(yè)，共60頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)45分，星期三第7章 強(qiáng)度失效分析與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 屈服準(zhǔn)則(Criteria of Yield)形狀改變比能準(zhǔn)則(Misess Criterion) 無(wú)論材料處于什么應(yīng)力狀態(tài),只要發(fā)生屈服,都是由于微元的形狀改變比能達(dá)到一個(gè)共同的極限值。第25頁(yè)，共60頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)45分，星期三第7章 強(qiáng)度失效分析與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 屈服準(zhǔn)則(Criteria of Yield)形狀改變比能準(zhǔn)則(Misess Criterion) 無(wú)論材料處于什么應(yīng)力狀態(tài),只要發(fā)生屈服,都是由于微元的形狀改變比能達(dá)到一個(gè)共同的極限值。第26頁(yè)，共6

9、0頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)45分，星期三第7章 強(qiáng)度失效分析與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則形狀改變比能準(zhǔn)則123= s第27頁(yè)，共60頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)45分，星期三第7章 強(qiáng)度失效分析與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則形狀改變比能準(zhǔn)則失效判據(jù)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則第28頁(yè)，共60頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)45分，星期三第7章 強(qiáng)度失效分析與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則平面應(yīng)力狀態(tài)下畸變能準(zhǔn)則的幾何表示第29頁(yè)，共60頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)45分，星期三第7章 強(qiáng)度失效分析與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 斷裂準(zhǔn)則(Criteria of Fracture) 無(wú)裂紋體的斷裂準(zhǔn)則最大拉應(yīng)力準(zhǔn)則(Maximum Tensile-Stress Criterio

10、n)無(wú)論材料處于什么應(yīng)力狀態(tài), 只要產(chǎn)生 脆性斷裂, 都是由于微元最大拉力達(dá)到了一個(gè)共同的極限值。 第30頁(yè)，共60頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)45分，星期三第7章 強(qiáng)度失效分析與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則123= b 無(wú)裂紋體的斷裂準(zhǔn)則最大拉應(yīng)力準(zhǔn)則第31頁(yè)，共60頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)45分，星期三第7章 強(qiáng)度失效分析與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 無(wú)裂紋體的斷裂準(zhǔn)則最大拉應(yīng)力準(zhǔn)則失效判據(jù)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則第32頁(yè)，共60頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)45分，星期三第7章 強(qiáng)度失效分析與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 帶裂紋體的斷裂準(zhǔn)則 線性斷裂力學(xué)準(zhǔn)則 裂紋尖端的應(yīng)力集中 韌性材料脆性斷裂第33頁(yè)，共60頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)45

11、分，星期三第7章 強(qiáng)度失效分析與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 應(yīng)力集中應(yīng)力集中因數(shù) K=max/ avg第34頁(yè)，共60頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)45分，星期三第7章 強(qiáng)度失效分析與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則應(yīng)力集中因數(shù) K第35頁(yè)，共60頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)45分，星期三第7章 強(qiáng)度失效分析與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 裂紋尖端的應(yīng)力集中2 arxy名義應(yīng)力，Singularity第36頁(yè)，共60頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)45分，星期三第7章 強(qiáng)度失效分析與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 線性斷裂力學(xué)判據(jù) KI=KIC KI應(yīng)力強(qiáng)度因子 KIC斷裂韌性(由實(shí)驗(yàn)確定) 經(jīng)典準(zhǔn)則不再適用 應(yīng)力集中區(qū)域內(nèi)材料處于三向拉伸 應(yīng)力狀態(tài)材料由韌性向脆性轉(zhuǎn)變

12、第37頁(yè)，共60頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)45分，星期三第7章 強(qiáng)度失效分析與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 莫爾準(zhǔn)則(Mohr Criterion)請(qǐng)同學(xué)們自學(xué)材料力學(xué)教程7-6第38頁(yè)，共60頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)45分，星期三第7章 強(qiáng)度失效分析與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則將設(shè)計(jì)準(zhǔn)則中直接與許用應(yīng)力比較的量,稱(chēng)之為計(jì)算應(yīng)力ri 或應(yīng)力強(qiáng)度 Si(最大拉應(yīng)力準(zhǔn)則)(最大切應(yīng)力準(zhǔn)則) (形狀改變比能準(zhǔn)則) 關(guān)于計(jì)算應(yīng)力與應(yīng)力強(qiáng)度第39頁(yè)，共60頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)45分，星期三第7章 強(qiáng)度失效分析與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 應(yīng)用舉例例 題 一已知 ： 鑄鐵構(gòu)件上 危險(xiǎn)點(diǎn)的應(yīng)力 狀態(tài)。鑄鐵拉 伸許用應(yīng)力 =30MPa。試

13、校核該點(diǎn)的強(qiáng)度。第40頁(yè)，共60頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)45分，星期三第7章 強(qiáng)度失效分析與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 應(yīng)用舉例例 題 一 解：首先根據(jù)材料和應(yīng)力狀態(tài)確定失效 形式，選擇設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。 脆性斷裂，最大拉應(yīng)力準(zhǔn)則 max= 1 其次確定主應(yīng)力第41頁(yè)，共60頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)45分，星期三第7章 強(qiáng)度失效分析與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則例 題 一第42頁(yè)，共60頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)45分，星期三第7章 強(qiáng)度失效分析與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則例 題 一129.28MPa,23.72MPa, 30 max= 1 = 30MPa結(jié)論：強(qiáng)度是安全的。第43頁(yè)，共60頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)45分，星期

14、三第7章 強(qiáng)度失效分析與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 應(yīng)用舉例例 題 二已知： 和 試寫(xiě)出最大切應(yīng)力 準(zhǔn)則和形狀改變比 能準(zhǔn)則的表達(dá)式。第44頁(yè)，共60頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)45分，星期三第7章 強(qiáng)度失效分析與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則例 題 二解：首先確定主應(yīng)力3221 24 2221 24 2120第45頁(yè)，共60頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)45分，星期三第7章 強(qiáng)度失效分析與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則例 題 二對(duì)于最大切應(yīng)力準(zhǔn)則r3=1-3=對(duì)于形狀改變比能準(zhǔn)則r4= 24 2= 23 2第46頁(yè)，共60頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)45分，星期三例題7-5已知：s=250Mpa求：安全系數(shù)解：1。求主應(yīng)力2。 最大切應(yīng)力準(zhǔn)則

15、的安全系數(shù)3?；兡軠?zhǔn)則的安全系數(shù)第47頁(yè)，共60頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)45分，星期三第48頁(yè)，共60頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)45分，星期三第7章 強(qiáng)度失效分析與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 關(guān)于失效的幾點(diǎn)結(jié)論 關(guān)于設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的應(yīng)用 失效分析的重要性 安全因數(shù)的選擇7-8 結(jié)論和討論第49頁(yè)，共60頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)45分，星期三第7章 強(qiáng)度失效分析與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 關(guān)于失效的幾點(diǎn)結(jié)論首先 ,要區(qū)分一點(diǎn)失效與構(gòu)件失效一點(diǎn)失效即構(gòu)件失效第50頁(yè)，共60頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)45分，星期三第7章 強(qiáng)度失效分析與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 關(guān)于失效的幾點(diǎn)結(jié)論首先 , 要區(qū)分材料失效與構(gòu)件失效第51頁(yè)，共

16、60頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)45分，星期三第7章 強(qiáng)度失效分析與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則一點(diǎn)失效并不意味構(gòu)件失效第52頁(yè)，共60頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)45分，星期三第7章 強(qiáng)度失效分析與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則第二 要區(qū)分構(gòu)件失效和結(jié)構(gòu)失效第53頁(yè)，共60頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)45分，星期三第7章 強(qiáng)度失效分析與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則韌性材料脆性材料脆性斷裂塑性變形第三要注意強(qiáng)度失效不僅與應(yīng)力 大小有關(guān)，而且與應(yīng)力狀態(tài)有關(guān) 。 第54頁(yè)，共60頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)45分，星期三第7章 強(qiáng)度失效分析與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 關(guān)于設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的應(yīng)用要注意不同設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的適用范圍 對(duì)于大多數(shù)韌性材料在一般應(yīng)力狀態(tài)下發(fā)生塑性屈服； 對(duì)于大多數(shù)脆性材料在一般應(yīng)力狀態(tài)下發(fā)生脆性斷裂； 要注意例外。 第55頁(yè)，共60頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)45分，星期三第7章 強(qiáng)度失效分析與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 關(guān)于設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的應(yīng)用要注意強(qiáng)度設(shè)計(jì)的全過(guò)程要確定構(gòu)件危險(xiǎn)狀態(tài)、危險(xiǎn)截面、危險(xiǎn)點(diǎn)，危險(xiǎn)點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)。第56頁(yè)，共60頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)45分，星期三第7章