1、強度失效材料力學第1頁，共60頁，2022年，5月20日，9點45分，星期三單向應力狀態(tài)下 材料的力學行為 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 三種拉伸應力-應變曲線 單向壓縮應力狀態(tài)下材料的力學行為 單向應力狀態(tài)下材料的失效判據第7章 強度失效分析與設計準則第2頁，共60頁，2022年，5月20日，9點45分，星期三單向應力狀態(tài)下 材料的力學行為 三種拉伸應力應變曲線脆性材料第12章 失效分析與設計準則第3頁，共60頁，2022年，5月20日，9點45分，星期三單向應力狀態(tài)下 材料的力學行為韌性金屬材料第7章 強度失效分析與設計準則 三種拉伸應力應變曲

2、線第4頁，共60頁，2022年，5月20日，9點45分，星期三單向應力狀態(tài)下 材料的力學行為聚合物第7章 強度失效分析與設計準則 三種拉伸應力應變曲線第5頁，共60頁，2022年，5月20日，9點45分，星期三單向應力狀態(tài)下 材料的力學行為 屈服行為0.2條件屈服應力塑性應變等于0。2時的應力值第7章 強度失效分析與設計準則第6頁，共60頁，2022年，5月20日，9點45分，星期三單向應力狀態(tài)下 材料的力學行為 屈服行為0.2條件屈服應力塑性應變等于0。2時的應力值第7章 強度失效分析與設計準則第7頁，共60頁，2022年，5月20日，9點45分，星期三 硬化與軟化行為單向應力狀態(tài)下 材料的

3、力學行為第7章 強度失效分析與設計準則第8頁，共60頁，2022年，5月20日，9點45分，星期三 硬化與軟化行為單向應力狀態(tài)下 材料的力學行為第7章 強度失效分析與設計準則第9頁，共60頁，2022年，5月20日，9點45分，星期三 斷裂行為單向應力狀態(tài)下 材料的力學行為第7章 強度失效分析與設計準則第10頁，共60頁，2022年，5月20日，9點45分，星期三強度指標(失效應力) 韌性材料oS 脆性材料ob韌性指標單向應力狀態(tài)下 材料的力學行為脆性材料韌性金屬材料第7章 強度失效分析與設計準則延伸率第11頁，共60頁，2022年，5月20日，9點45分，星期三單向應力狀態(tài)下 材料的力學行為

4、 卸載與重新加載行為卸載第7章 強度失效分析與設計準則第12頁，共60頁，2022年，5月20日，9點45分，星期三單向應力狀態(tài)下 材料的力學行為 卸載與再加載行為再加載第7章 強度失效分析與設計準則第13頁，共60頁，2022年，5月20日，9點45分，星期三單向應力狀態(tài)下 材料的力學行為 單向壓縮應力狀態(tài)下 材料的力學行為 第7章 強度失效分析與設計準則第14頁，共60頁，2022年，5月20日，9點45分，星期三單向應力狀態(tài)下 材料的力學行為 單向壓縮應力狀態(tài)下 材料的力學行為 第7章 強度失效分析與設計準則第15頁，共60頁，2022年，5月20日，9點45分，星期三失效的概念與分類第

5、7章 強度失效分析與設計準則7-2 失效的概念與分類材料的力學行為使構件喪式正常功能的現(xiàn)象構件失效失效分類強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，共60頁，2022年，5月20日，9點45分，星期三 單向應力狀態(tài)下 材料的失效判據單向應力狀態(tài)下 材料的力學行為韌性材料脆性材料第7章 強度失效分析與設計準則max= = bmax= = s第17頁，共60頁，2022年，5月20日，9點45分，星期三第7章 強度失效分析與設計準則難 點 應力狀態(tài)的多樣性 試驗的復雜性 不可能性與可能性7-3 強度失效判據與設計準則第18頁，共60頁，2022年，5月20日，9點45分，星期三第7

6、章 強度失效分析與設計準則7-3 強度失效分析與設計準則 對于相同的失效形式建立失效原因假說的可能性； 利用拉伸試驗的結果建立復雜應力 狀態(tài)下的失效判據 不可能性與可能性第19頁，共60頁，2022年，5月20日，9點45分，星期三第7章 強度失效分析與設計準則常溫靜載下的失效(1) 屈 服(2) 斷 裂無裂紋體含裂紋體 強度失效(Failure by Lost Strength) 由于斷裂(Rupture)或屈服(Yield)引起的失效第20頁，共60頁，2022年，5月20日，9點45分，星期三第7章 強度失效分析與設計準則7-4屈服準則(Criteria of Yield) 最大切應力準

7、則 (Trescas Criterion) 無論材料處于什么應力狀態(tài),只要發(fā)生屈服,都是由于微元內的最大切應力達到了某一共同的極限值。第21頁，共60頁，2022年，5月20日，9點45分，星期三第7章 強度失效分析與設計準則 最大切應力準則 (Trescas Criterion) 無論材料處于什么應力狀態(tài),只要發(fā)生屈服,都是由于微元內的最大切應力達到了某一共同的極限值。123= s第22頁，共60頁，2022年，5月20日，9點45分，星期三第7章 強度失效分析與設計準則123= s失效判據設計準則 最大切應力準則第23頁，共60頁，2022年，5月20日，9點45分，星期三第7章 強度失效

8、分析與設計準則失效判據第24頁，共60頁，2022年，5月20日，9點45分，星期三第7章 強度失效分析與設計準則 屈服準則(Criteria of Yield)形狀改變比能準則(Misess Criterion) 無論材料處于什么應力狀態(tài),只要發(fā)生屈服,都是由于微元的形狀改變比能達到一個共同的極限值。第25頁，共60頁，2022年，5月20日，9點45分，星期三第7章 強度失效分析與設計準則 屈服準則(Criteria of Yield)形狀改變比能準則(Misess Criterion) 無論材料處于什么應力狀態(tài),只要發(fā)生屈服,都是由于微元的形狀改變比能達到一個共同的極限值。第26頁，共6

9、0頁，2022年，5月20日，9點45分，星期三第7章 強度失效分析與設計準則形狀改變比能準則123= s第27頁，共60頁，2022年，5月20日，9點45分，星期三第7章 強度失效分析與設計準則形狀改變比能準則失效判據設計準則第28頁，共60頁，2022年，5月20日，9點45分，星期三第7章 強度失效分析與設計準則平面應力狀態(tài)下畸變能準則的幾何表示第29頁，共60頁，2022年，5月20日，9點45分，星期三第7章 強度失效分析與設計準則 斷裂準則(Criteria of Fracture) 無裂紋體的斷裂準則最大拉應力準則(Maximum Tensile-Stress Criterio

10、n)無論材料處于什么應力狀態(tài), 只要產生 脆性斷裂, 都是由于微元最大拉力達到了一個共同的極限值。 第30頁，共60頁，2022年，5月20日，9點45分，星期三第7章 強度失效分析與設計準則123= b 無裂紋體的斷裂準則最大拉應力準則第31頁，共60頁，2022年，5月20日，9點45分，星期三第7章 強度失效分析與設計準則 無裂紋體的斷裂準則最大拉應力準則失效判據設計準則第32頁，共60頁，2022年，5月20日，9點45分，星期三第7章 強度失效分析與設計準則 帶裂紋體的斷裂準則 線性斷裂力學準則 裂紋尖端的應力集中 韌性材料脆性斷裂第33頁，共60頁，2022年，5月20日，9點45

11、分，星期三第7章 強度失效分析與設計準則 應力集中應力集中因數 K=max/ avg第34頁，共60頁，2022年，5月20日，9點45分，星期三第7章 強度失效分析與設計準則應力集中因數 K第35頁，共60頁，2022年，5月20日，9點45分，星期三第7章 強度失效分析與設計準則 裂紋尖端的應力集中2 arxy名義應力，Singularity第36頁，共60頁，2022年，5月20日，9點45分，星期三第7章 強度失效分析與設計準則 線性斷裂力學判據 KI=KIC KI應力強度因子 KIC斷裂韌性(由實驗確定) 經典準則不再適用 應力集中區(qū)域內材料處于三向拉伸 應力狀態(tài)材料由韌性向脆性轉變

12、第37頁，共60頁，2022年，5月20日，9點45分，星期三第7章 強度失效分析與設計準則 莫爾準則(Mohr Criterion)請同學們自學材料力學教程7-6第38頁，共60頁，2022年，5月20日，9點45分，星期三第7章 強度失效分析與設計準則將設計準則中直接與許用應力比較的量,稱之為計算應力ri 或應力強度 Si(最大拉應力準則)(最大切應力準則) (形狀改變比能準則) 關于計算應力與應力強度第39頁，共60頁，2022年，5月20日，9點45分，星期三第7章 強度失效分析與設計準則 應用舉例例 題 一已知 ： 鑄鐵構件上 危險點的應力 狀態(tài)。鑄鐵拉 伸許用應力 =30MPa。試

13、校核該點的強度。第40頁，共60頁，2022年，5月20日，9點45分，星期三第7章 強度失效分析與設計準則 應用舉例例 題 一 解：首先根據材料和應力狀態(tài)確定失效 形式，選擇設計準則。 脆性斷裂，最大拉應力準則 max= 1 其次確定主應力第41頁，共60頁，2022年，5月20日，9點45分，星期三第7章 強度失效分析與設計準則例 題 一第42頁，共60頁，2022年，5月20日，9點45分，星期三第7章 強度失效分析與設計準則例 題 一129.28MPa,23.72MPa, 30 max= 1 = 30MPa結論：強度是安全的。第43頁，共60頁，2022年，5月20日，9點45分，星期

14、三第7章 強度失效分析與設計準則 應用舉例例 題 二已知： 和 試寫出最大切應力 準則和形狀改變比 能準則的表達式。第44頁，共60頁，2022年，5月20日，9點45分，星期三第7章 強度失效分析與設計準則例 題 二解：首先確定主應力3221 24 2221 24 2120第45頁，共60頁，2022年，5月20日，9點45分，星期三第7章 強度失效分析與設計準則例 題 二對于最大切應力準則r3=1-3=對于形狀改變比能準則r4= 24 2= 23 2第46頁，共60頁，2022年，5月20日，9點45分，星期三例題7-5已知：s=250Mpa求：安全系數解：1。求主應力2。 最大切應力準則

15、的安全系數3。畸變能準則的安全系數第47頁，共60頁，2022年，5月20日，9點45分，星期三第48頁，共60頁，2022年，5月20日，9點45分，星期三第7章 強度失效分析與設計準則 關于失效的幾點結論 關于設計準則的應用 失效分析的重要性 安全因數的選擇7-8 結論和討論第49頁，共60頁，2022年，5月20日，9點45分，星期三第7章 強度失效分析與設計準則 關于失效的幾點結論首先 ,要區(qū)分一點失效與構件失效一點失效即構件失效第50頁，共60頁，2022年，5月20日，9點45分，星期三第7章 強度失效分析與設計準則 關于失效的幾點結論首先 , 要區(qū)分材料失效與構件失效第51頁，共

16、60頁，2022年，5月20日，9點45分，星期三第7章 強度失效分析與設計準則一點失效并不意味構件失效第52頁，共60頁，2022年，5月20日，9點45分，星期三第7章 強度失效分析與設計準則第二 要區(qū)分構件失效和結構失效第53頁，共60頁，2022年，5月20日，9點45分，星期三第7章 強度失效分析與設計準則韌性材料脆性材料脆性斷裂塑性變形第三要注意強度失效不僅與應力 大小有關，而且與應力狀態(tài)有關 。 第54頁，共60頁，2022年，5月20日，9點45分，星期三第7章 強度失效分析與設計準則 關于設計準則的應用要注意不同設計準則的適用范圍 對于大多數韌性材料在一般應力狀態(tài)下發(fā)生塑性屈服； 對于大多數脆性材料在一般應力狀態(tài)下發(fā)生脆性斷裂； 要注意例外。 第55頁，共60頁，2022年，5月20日，9點45分，星期三第7章 強度失效分析與設計準則 關于設計準則的應用要注意強度設計的全過程要確定構件危險狀態(tài)、危險截面、危險點，危險點的應力狀態(tài)。第56頁，共60頁，2022年，5月20日，9點45分，星期三第7章