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1、12023/6/13武汉体育学院体育工程与信息技术系武汉体育学院体育工程与信息技术系第九章第九章 复杂应力状态强度问题复杂应力状态强度问题 本章主要研究本章主要研究：关于材料静荷破坏（失效）的理论关于材料静荷破坏（失效）的理论 弯扭与弯拉弯扭与弯拉(压压)扭组合强度计算扭组合强度计算 承压薄壁圆筒强度计算承压薄壁圆筒强度计算22023/6/13武汉体育学院体育工程与信息技术系武汉体育学院体育工程与信息技术系第九章第九章 复杂应力状态强度问题复杂应力状态强度问题 1 引言引言 2 关于断裂的强度理论关于断裂的强度理论3 关于屈服的强度理论关于屈服的强度理论 4 强度理论的应用强度理论的应用 5
2、承压承压薄壁圆筒强度计算薄壁圆筒强度计算32023/6/13武汉体育学院体育工程与信息技术系武汉体育学院体育工程与信息技术系3 关于屈服的强度理论关于屈服的强度理论 最大切应力理论最大切应力理论 畸变能理论畸变能理论 试验验证试验验证42023/6/13武汉体育学院体育工程与信息技术系武汉体育学院体育工程与信息技术系 最大切应力理论最大切应力理论-第三强度理论第三强度理论 不论材料处于何种应力状态，当不论材料处于何种应力状态，当 时时,材料屈服材料屈服材料的屈服条件 理论要点理论要点强度条件s s1 1 ,s s3 3 构件危险点处的工作应力构件危险点处的工作应力 s s 材料单向拉伸时的许用
3、应力材料单向拉伸时的许用应力 引起材料屈服的主要因素最大切应力引起材料屈服的主要因素最大切应力 t tmax52023/6/13武汉体育学院体育工程与信息技术系武汉体育学院体育工程与信息技术系s 材料单向拉伸时的许用应力 承压薄壁圆筒应力分析 弯扭与弯拉(压)扭组合强度计算腹板翼缘交界处强度校核s 材料单向拉伸时的许用应力横与纵截面上均存在的正应力，对于薄壁圆筒，可认为沿壁厚均匀分布mm,t=10mm,d=13mm,Iz=5.s 材料单向拉伸时的许用应力s1,s2,s3 构件危险点处的工作应力 承压薄壁圆筒应力分析 畸变能理论-第四强度理论 承压薄壁圆筒应力分析 畸变能理论畸变能理论-第四强度
4、理论第四强度理论 不论材料处于何种应力状态，当不论材料处于何种应力状态，当 时时,材料屈服材料屈服屈服条件 理论要点理论要点强度条件s s1 1,s s2 2,s s3 3 构件危险点处的工作应力构件危险点处的工作应力 s s 材料单向拉伸时的许用应力材料单向拉伸时的许用应力 引起材料屈服的主要因素畸变能引起材料屈服的主要因素畸变能,其密度为其密度为 vd62023/6/13武汉体育学院体育工程与信息技术系武汉体育学院体育工程与信息技术系 试验验证试验验证最大切应力理论与畸变能理论与试验结果均相当接近，后者符合更好钢、铝钢、铝二向屈二向屈服试验服试验72023/6/13武汉体育学院体育工程与信
5、息技术系武汉体育学院体育工程与信息技术系4 强度理论的应用强度理论的应用 强度理论的选用强度理论的选用 一种常见应力状态的强度条件一种常见应力状态的强度条件 纯剪切许用应力纯剪切许用应力 例题例题82023/6/13武汉体育学院体育工程与信息技术系武汉体育学院体育工程与信息技术系 强度理论的选用强度理论的选用脆性材料：抵抗断裂的能力脆性材料：抵抗断裂的能力 抵抗滑移的能力抵抗滑移的能力塑性材料：抵抗滑移的能力塑性材料：抵抗滑移的能力 抵抗断裂的能力抵抗断裂的能力第一与第二强度理论，一般适用于脆性材料第一与第二强度理论，一般适用于脆性材料第三与第四强度理论，一般适用于塑性材料第三与第四强度理论，
6、一般适用于塑性材料 一般情况 全面考虑材料的失效形式，不仅与材料性质有关，且材料的失效形式，不仅与材料性质有关，且与应力状态形式、温度与加载速率等有关与应力状态形式、温度与加载速率等有关低碳钢低碳钢,三向等拉，三向等拉，,断裂断裂低碳钢，低温断裂低碳钢，低温断裂92023/6/13武汉体育学院体育工程与信息技术系武汉体育学院体育工程与信息技术系 一种常见应力状态的强度条件一种常见应力状态的强度条件单向、纯剪切联合作用塑性材料：塑性材料：102023/6/13武汉体育学院体育工程与信息技术系武汉体育学院体育工程与信息技术系 纯剪切许用应力纯剪切许用应力纯剪切情况下（纯剪切情况下（s s=0）塑性
7、材料塑性材料:112023/6/13武汉体育学院体育工程与信息技术系武汉体育学院体育工程与信息技术系 例例 题题例4-1 钢梁,F=210 kN,s=160MPa,h=250 mm,b=113 mm,t=10mm,d=13mm,Iz=5.2510-5 m4,校核强度解：1.问题分析危险截面截面C+122023/6/13武汉体育学院体育工程与信息技术系武汉体育学院体育工程与信息技术系2.smax与tmax作用处强度校核采用第三强度理论危险点：横截面上下边缘；中性轴处；腹板翼缘交界处 例例 题题132023/6/13武汉体育学院体育工程与信息技术系武汉体育学院体育工程与信息技术系3.腹板翼缘交界处
8、强度校核如采用第三强度理论4.讨论对短而高薄壁截面梁,除应校核smax作用处的强度外,还应校核tmax作用处,及腹板翼缘交界处的强度 例例 题题142023/6/13武汉体育学院体育工程与信息技术系武汉体育学院体育工程与信息技术系7 承压薄壁圆筒的强度计算承压薄壁圆筒的强度计算 薄壁圆筒薄壁圆筒实例实例 承压薄壁圆筒承压薄壁圆筒应力分析应力分析 承压薄壁圆筒承压薄壁圆筒强度条件强度条件 例题例题152023/6/13武汉体育学院体育工程与信息技术系武汉体育学院体育工程与信息技术系 薄壁薄壁圆筒实例圆筒实例162023/6/13武汉体育学院体育工程与信息技术系武汉体育学院体育工程与信息技术系 承
9、压薄壁圆筒强度条件 承压薄壁圆筒强度条件 承压薄壁圆筒应力分析 一种常见应力状态的强度条件5 承压薄壁圆筒强度计算s1 ,s3 构件危险点处的工作应力腹板翼缘交界处强度校核s1,s2,s3 构件危险点处的工作应力时,材料屈服塑性材料：抵抗滑移的能力 抵抗断裂的能力3 关于屈服的强度理论 关于材料静荷破坏（失效）的理论s 材料单向拉伸时的许用应力s 材料单向拉伸时的许用应力 关于材料静荷破坏（失效）的理论 弯扭与弯拉(压)扭组合强度计算 承压薄壁圆筒应力分析承压薄壁圆筒应力分析轴向应力横与纵截面上均存在的正应力，对于薄壁圆筒，可认为沿壁厚均匀分布172023/6/13武汉体育学院体育工程与信息技
10、术系武汉体育学院体育工程与信息技术系第三与第四强度理论，一般适用于塑性材料时,材料屈服例5-1 已知:s,E,m,M=pD3p/4。承压薄壁圆筒应力分析s 材料单向拉伸时的许用应力低碳钢,三向等拉，,断裂 弯扭与弯拉(压)扭组合强度计算最大切应力理论与畸变能理论与试验结果均相当接近，后者符合更好对短而高薄壁截面梁,除应校核smax作用处的强度外,还应校核tmax作用处,及腹板翼缘交界处的强度s 材料单向拉伸时的许用应力第九章 复杂应力状态强度问题例4-1 钢梁,F=210 kN,s=160MPa,h=250 mm,b=113腹板翼缘交界处强度校核5 承压薄壁圆筒强度计算周向应力1径向应力 承压
11、薄壁圆筒应力分析承压薄壁圆筒应力分析182023/6/13武汉体育学院体育工程与信息技术系武汉体育学院体育工程与信息技术系 承压薄壁圆筒承压薄壁圆筒强度条件强度条件仅适用于的 薄壁圆筒强度条件塑性材料：塑性材料：脆性材料：脆性材料：192023/6/13武汉体育学院体育工程与信息技术系武汉体育学院体育工程与信息技术系 例例 题题例5-1 已知已知:s s,E,m,m,M=p=pD3p/4。按第三强度理论建立筒体强度条件按第三强度理论建立筒体强度条件 计算筒体轴向变形计算筒体轴向变形解：1.应力分析202023/6/13武汉体育学院体育工程与信息技术系武汉体育学院体育工程与信息技术系2.强度分析3.轴向变形分析 例例 题题212023/6/13武汉体育学院体育工程与信息技术系武汉体育学院体育工程与信息技术系习题：习题：1.教材：95、19、22222023/6/13武汉体育学院体育工程与信息技术系武汉体育学院体育工程与信息技术系谢谢 谢谢