材料力学轴向拉伸和压缩第4节 强度条件
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材料力学强度校核公式1、轴向拉伸与压缩强度条件2、切应力强度条件Fr = ^<[r]A塑性材料:[r] =(0.5-0.7)[cr]脆性材料:[r]=(0.8-1.O)[cr]3、泊松比4、轴向拉伸和压缩的胡克定律O~=E E5、挤压强度条件r =+叵』塑性料材:K]=(1.5-2.5)[(T]脆性材料:[a bs>(O.9-1.5)[a] 6、外力偶矩7、薄壁圆筒横截面上的切应力8、剪切胡克定律9、弹性模量、泊松比、剪切弹性模量的关系10、圆轴扭转的切应力2(1 +户) Ip 为极惯性矩11、圆轴扭转的最大切应力(Wt 抗扭截面系数)12、扭转强度条件13、圆轴扭转时的变形及刚度计算ITl t T 180 r14、载荷集度、剪力和弯矩关系"⑴二花⑴二V 2 ~ 1 — 91 勺dx~ dx15、弯曲正应力公式Iz 为惯性矩(常用型钢查表可得)16、最大弯曲正应力Wz 为抗弯截面模量。
17、常见截面的I Z 和WZb 血19、广义胡克定律的一般形式J匚半一|ITp^i 此J•空心矩形截面用 2121218、梁在弯曲变形下的微分方程•圆截面•矩形截面 ,空心窗截面W -祭 S 1=(普苇)印+b,)]20、最大拉应力理论(第一强度理论)强度条件21、最大伸长线应变理论(第二强度理论)强度条件 5 -祖气+ %)〈全二[b]n22、最大切应力理论(第三强度理论)强度条件b】—强度条件24、欧拉公式的普遍形式(适用于细长杆)7T-EI临界应力27、中小柔度杆临界应力经验公式(系数a 、b 查表)28、平面图形形心坐标临界应力G CT25、细长杆稳定的临界压力(〃海C0.50226、压杆柔度—端自由 一端固定两端钗支—端铉支 一端固定两端固定临界 压力29、静矩30、惯性积31、平行移轴公式=l yz+况以32、转轴公式7 ■< k_i—cos 2a 一 I yz sin 2a I v - I 2 - cos 2a + I YZ sin 2a~ sin 2cf + 1 …coslaI + J I — 7 l Z ,I-*1 — n 士2 4引33、主惯性矩公式。
四大强度准则理论:1、最大拉应力理论(第一强度理论):这一理论认为引起材料脆性断裂破坏的因素是最大拉应力,无论什么应力状态,只要构件内一点处的最大拉应力σ1达到单向应力状态下的极限应力σb,材料就要发生脆性断裂。
于是危险点处于复杂应力状态的构件发生脆性断裂破坏的条件是:σ1=σb。
σb/s=[σ]所以按第一强度理论建立的强度条件为:σ1≤[σ]。
2、最大伸长线应变理论(第二强度理论):这一理论认为最大伸长线应变是引起断裂的主要因素,无论什么应力状态,只要最大伸长线应变ε1达到单向应力状态下的极限值εu,材料就要发生脆性断裂破坏。
εu=σb/E;ε1=σb/E。
由广义虎克定律得:ε1=[σ1-u(σ2+σ3)]/E所以σ1-u(σ2+σ3)=σb。
按第二强度理论建立的强度条件为:σ1-u(σ2+σ3)≤[σ]。
3、最大切应力理论(第三强度理论):这一理论认为最大切应力是引起屈服的主要因素,无论什么应力状态,只要最大切应力τmax达到单向应力状态下的极限切应力τ0,材料就要发生屈服破坏。
τmax=τ0。
依轴向拉伸斜截面上的应力公式可知τ0=σs/2(σs——横截面上的正应力)由公式得:τmax=τ1s=(σ1-σ3)/2。
所以破坏条件改写为σ1-σ3=σs。
按第三强度理论的强度条件为:σ1-σ3≤[σ]。
4、形状改变比能理论(第四强度理论):这一理论认为形状改变比能是引起材料屈服破坏的主要因素,无论什么应力状态,只要构件内一点处的形状改变比能达到单向应力状态下的极限值,材料就要发生屈服破坏。
发生塑性破坏的条件为:所以按第四强度理论的强度条件为:sqrt(σ1^2+σ2^2+σ3^2-σ1σ2-σ2σ3-σ3σ1)<[σ]。
2014—2015学年第2学期《材料力学》复习要点_参考填空题——仅供参考,有待修改!适用班级:20130300401/2/3/4、20130300501/2/3、20130500901/2/3/4 班第一章绪论1.强度是指构件抵抗破坏的能力,刚度是指构件抵抗变形的能力。
2材料力学的任务,是在保证构件既安全可靠又经济节省的前提下,为构件选择合适的材料,确定合理的的截面形状和尺寸,提供必要的理论基础、实用的计算方法和实验技术。
3.研究构件的承载能力时,构件所产生的变形不能忽略,因此把构件抽象为变形固体。
4.变形固体材料的基本假设是(1)连续性假设,(2)均匀性假设,(3)各向同性假设,(4)小变形假设。
5.杆件的基本变形形式是拉伸或压缩、剪切、扭转、弯曲。
第二章拉伸、压缩与剪切1.轴向拉(压)杆的受力特点是:外力(或合外力)沿杆件的轴向作用,变形特点是:杆件沿轴线方向伸长或缩短,沿横向扩大或缩小。
2.杆件由于外力作用而引起的附加内力简称为杆的内力,轴向拉(压)时杆件的内力称为轴力,用符号F N表示,并规定背离截面的轴力为正,反之为负。
3.求任一截面上的内力应用截面法法,具体步骤是:在欲求内力的杆件上,假想地用一截面把杆件截分为两部分,取其中一部分为研究对象,列静力学的平衡方程,解出该截面内力的大小和方向。
4.由截面法求轴力可以得出简便方法:两外力作用点之间各截面的轴力相等,任意x截面的轴力F N (x)等于x截面左侧(或右侧)全部轴向外力的代数和。
5.应力是内力在截面的单位面积上的力,其单位用N/m2(p a)表示。
由于一般机械类工程构件尺寸较小,应力数值较大,因此应力还常常采用k pa、M pa、Gpa等单位。
通常把垂直于截面的应力称为正应力,用符号δ表示,相切于截面的应力称为切应力,用符号η表示。
6.杆件轴向拉压可以作出平面假设:变形前为平面的横截面,变形后仍为平面且始终与杆的轴线垂直,由此可知,两个横截面之间所有原长相等的纵向线伸长或缩短量是相等的。
构件轴向拉伸或压缩时的强度条件随着工程领域的不断发展,对构件材料强度条件的研究也日益深入。
构件轴向拉伸或压缩时的强度条件是设计过程中非常重要的一部分,它直接影响着结构的安全性和稳定性。
本文将从材料特性、受力状态和强度计算三个方面来探讨构件轴向拉伸或压缩时的强度条件。
一、材料特性1.1 强度指标材料的强度指标是衡量其抗拉、抗压能力的基本参数。
通常来说,构件轴向拉伸时的强度指标为抗拉强度,而构件轴向压缩时的强度指标为抗压强度。
这两个指标是材料设计和选用的重要依据。
1.2 应力-应变曲线材料的应力-应变曲线也是影响构件强度条件的关键因素。
通过了解材料的本构关系,可以更准确地预测构件在受力过程中的变形和破坏情况,为强度条件的确定提供依据。
二、受力状态2.1 构件受力状态构件在轴向拉伸或压缩时,其受力状态可以用受拉或受压来描述。
在受拉状态下,构件会受到拉伸应力的作用,而在受压状态下,则会受到压缩应力的作用。
根据受力状态的不同,构件的强度条件也会有所差异。
2.2 变形特点构件在轴向拉伸或压缩时的变形特点也是确定其强度条件的重要因素之一。
了解构件在受力过程中的变形规律,可以帮助工程师更好地评估其受力性能,从而确定合理的强度条件。
三、强度计算3.1 构件破坏准则构件在轴向拉伸或压缩时的破坏准则是确定其强度条件的关键。
通常来说,构件轴向拉伸的破坏准则是根据材料的抗拉强度进行评定,而构件轴向压缩的破坏准则则是根据材料的抗压强度进行评定。
3.2 安全系数在强度计算过程中,通常会引入安全系数来考虑诸如材料非均匀性、不确定性等因素对构件强度的影响。
合理选择安全系数不仅可以保证构件的安全性,还可以充分发挥其承载能力。
四、结论构件轴向拉伸或压缩时的强度条件是工程设计中的重要内容,它直接关系到结构的安全性和稳定性。
通过对材料特性、受力状态和强度计算这三个方面的分析,可以更好地确定构件在轴向拉伸或压缩时的强度条件,为工程设计提供科学依据。