0_0塑性力学绪论
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塑性力学大报告1、绪论1.1塑性力学的简介尽管弹塑性理论的研究己有一百多年,但随着电子计算机和各种数值方法的快速发展,对弹塑性本构关系模型的不断深入认识,使得解决复杂应力条件、加载历史和边界条件下的塑性力学问题成为可能。
现在复杂应力条件下塑性本构关系的研究,已成为当务之急。
弹塑性本构模型大都是在整理和分析试验资料的基础上,综合运用弹性、塑性理论建立起来的。
建立弹塑性材料的本构方程时,应尽量反映塑性材料的主要特性。
由于弹塑性变形的现象十分复杂,因此在研究弹塑性本构关系时必须作一些假设。
塑性力学是研究物体发生塑性变形时应力和应变分布规律的学科. 是固体力学的一个重要分支。
塑性力学是理论性很强、应用范围很广的一门学科,它既是基础学科又是技术学科。
塑性力学的产生和发展与工程实践的需求是密不可分的,工程中存在的实际问题,如构件上开有小孔,在小孔周边的附近区域会产生“应力集中”现象,导致局部产生塑性变形;又如杆件、薄壳结构的塑性失稳问题,金属的压力加工问题等,均是因为产生塑性变形而超出了弹性力学的范畴,需要用塑性力学理论来解决的问题,另一方面,塑性力学能为更有效的利用材料的强度并节省材料、金属压力加工工艺设计等提供理论依据。
正是这些广泛的工程实际需要,促进了塑性力学的发展。
1.2塑性力学的发展1913年,Mises提出了屈服准则,同时还提出了类似于Levy的方程;1924年,Hencky采用Mises屈服准则提出另一种理论,用于解决塑性微小变形问题很方便;1926年,Load证实了Levy-Mises应力应变关系在一级近似下是准确的;1930年,Reuss依据Prandtl的观点,考虑弹性应变分量后,将Prandtl所得二维方程式推广到三维方程式;1937年,Nadai研究了材料的加工硬化,建立了大变形的情况下的应力应变关系;1943年,伊柳辛的“微小弹塑性变形理论”问世,由于计算方便,故很受欢迎;1949年,Batdorf和Budiansky从晶体滑移的物理概念出发提出了滑移理论。
实验力学讲义研究任何一门学问,都应该首先对这门学科的概貌有一个大致的了解,它的主要内容是什么?有什么用处?应该怎样去学?第一章绪论就是要回答这些问题。
第一章绪论§1.1 实验力学的概念、特点及任务实验力学是干什么用的呢?要想说清楚这个问题,首先必须明确什么是实验力学?一、定义我们工科院校的学生毕业后大部分都要和机器、工程结构和建筑结构打交道。
而所有的机器、工程结构和建筑结构都是由一些零、部件组成的,统称为构件。
构件在外力作用下必然会发生变形。
要想知道构件设计得是否合理,是否满足工程上的强度和刚度要求,就必须对构件各处的应力和变形的大小进行测算,这就是所谓的应力分析。
在应力分析的基础上才能进行强度和刚度计算。
应力分析问题我们在材料力学中已经接触过了。
我们要学的实验力学,主要也是搞应力分析的,因此也可以把实验力学称之为实验应力分析。
应力分析的方法大致分为三类:(1)解析法应力分析(2)数值计算方法(3)实验应力分析所谓解析法,就是利用弹性力学等理论直接得出构件的应力和应变分布的解析表达式。
所谓数值计算方法,就是利用有限元法或差分法等方法把构件各点的应力和应变都计算出来。
所谓实验应力分析,顾名思义,就是利用实验方法来测定构件各处的应力和应变。
因此,所谓的实验力学,就是实验力学(实验应力分析):用实验的方法测定构件中应力和变形的一门学科。
至此我们已经清楚了,实验力学就是搞应力分析的。
任何一门学科之所以能够存在和发展,必然要有自己鲜明的特色,那么与其它几种应力分析方法相比较,实验应力分析有哪些特点呢?二、实验应力分析的特点1.应用范围广用解析法可以得到精确解,但是却只适用于一些形状比较规则且受力比较简单的构件,例如杆、平板等等。
对一些几何形状或受载较复杂的构件就无能为力了。
对这类问题如果非要用解析法解,就必须做一些简化和假设。
得到的结果是近似的,有时误差是很大的。
对某些三维问题和应力集中问题,用解析法求解更是困难,有些甚至是无法得到计算结果的。