工程弹塑性力学-第十章塑性力学的基本概念
- 格式:ppt
- 大小:739.00 KB
- 文档页数:42
塑性力学的基本概念和应用塑性力学是力学学科中的一个重要领域,研究物体在超过其弹性限度之后发生的塑性变形和力学行为。
它在工程领域中有着广泛的应用,可以用于设计和分析各种结构和材料。
本文将介绍塑性力学的基本概念和应用。
一、塑性力学的基本概念塑性力学研究材料在受力过程中的变形行为,重点关注材料的塑性变形和它们与应力应变关系之间的联系。
以下是塑性力学中的几个基本概念:1. 弹性和塑性:在外力作用下,材料会产生变形。
当外力移除后,材料能够完全恢复到其初始形状,这种变形称为弹性变形。
而当外力作用超过了材料的弹性限度时,材料会发生不可逆的塑性变形,导致永久性的形变。
2. 屈服点和屈服应力:材料在受力过程中,当应力达到一定数值时会开始产生塑性变形,此时的应力称为屈服应力。
屈服点是应力-应变曲线上的一个特定点,表示材料开始发生塑性变形的阈值。
3. 工程应力应变和真实应力应变:工程应力指材料在不考虑变形前尺寸的情况下受到的力与单位面积的比值,工程应变指材料在变形前尺寸和力的情况下的应变与原始尺寸比值。
真实应力和真实应变则考虑了材料在受力过程中的变形,分别是力和应变与变形的比值。
二、塑性力学的应用塑性力学在工程领域中有着广泛的应用,以下是其中几个典型的应用。
1. 金属成形加工:塑性力学在金属成形加工中扮演着重要的角色。
通过了解材料的塑性特性和应力应变关系,可以优化金属成形加工的工艺参数,提高材料的形变能力,减小残余应力,提高产品质量。
2. 板结构设计:在板结构的设计中,塑性力学可以用于评估结构的稳定性和承载能力。
通过分析材料的屈服点和塑性变形情况,可以确定合适的结构尺寸和加强措施,以满足结构的强度和刚度要求。
3. 地震工程:塑性力学在地震工程中的应用也很重要。
通过研究材料的塑性行为,可以评估结构在地震荷载下的响应和潜在破坏模式。
这有助于设计出抗震性能良好的建筑和结构,并提供灾害防护措施。
4. 仿真和模拟:在产品设计和工艺优化中,塑性力学可以被应用于数值模拟和仿真。
弹塑性力学引言一、固体力学在工程中的作用工程中的各种机械都是用固体材料制造而成的、各种结构物也都是用固体材料建造的。
为了使机械结构正常使用、实现其设计的功能,首先要保证它们在工作载荷与环境作用下不发生材料的破坏或影响使用的过大的变形,即保证它们具有足够的强度、刚度和稳定性。
在设计阶段,要根据要求实现的功能,对于设计的机械结构的形式按强度要求确定其各部分的形状和尺寸,以及所需选择的材料。
要完成这样的任务,首先要解决如下基本问题:在给定形状尺寸与材料的机械结构在设计规定载荷与环境(如温度)作用下所产生的变形与应力。
对于柔性结构,如细长梁、薄板、薄壳,以及它们的组合结构,还要分析其是否会丧失稳定性。
这些都是固体力学的基本问题。
如果机械结构所受载荷或环境的作用是随时间变化的,那么,它们的振动特性也对其性能有重要的影响。
在设计时往往要对其进行模态分析,求出影响最大的各个低阶固有频率与相应的振型,以确保不会与主要的激振载荷产生共振,导致过大的交变应力与变形,影响强度和舒适性。
有些情况下还要考虑它们在瞬态或冲击载荷作用下的瞬态响应。
这些也是固体力学的基本问题。
此外、许多机械零件和结构元件在制造工程中,采用各种成型工艺,材料要产生很大的塑性变形。
如何保证加工质量,提高形状准确性、减少残余应力、避免产生裂纹、皱曲等缺陷?如何设计加工用的各种模具,加工的压力,以及整个工艺流程,这里也都有固体力学问题。
正因为工程中提出了各种各样的固体力学问题,有时还有流体力学问题,在19世纪产生了弹性力学和流体力学,才导致力学逐渐从物理学中独立出来。
工程技术发展的要求是工程力学,包括固体力学、流体力学等发展的最重要的推动力。
而工程力学的发展则大大推动了许多工程技术的飞速发展。
因此,力学是许多工程部门设计研究人员的基本素质之一。
二、力学发展概况力学曾经是物理学的一个部分,最初也是物理学中最重要的组成部分。
力学知识最早起源于人们对自然现象的观察和在生产劳动中积累的经验。