第四强度理论的适用范围
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1、A03 B03 力的性质静力学基础2分三力平衡汇交定理是。
2、A01 B03 平衡方程静力学平衡2分如图所示系统在力F作用下处于平衡。
欲使A支座约束反力的作用线与AB 成30,则斜面的倾角α应为。
3、A03 B03 力偶的性质静力学基础2分两个力偶的等效条件是。
4、A02 B03 材料力学的基本假设材料力学的基本概念6分材料力学的基本假设有、和。
5、A02 B03 杆件应力拉(压)杆的应力2分轴向拉压杆件横截面上的正应力分布规律是沿方向,分布。
6、A01 B03 圆柱扭转时的切应力分析圆轴的扭转应力2分圆轴扭转时横截面上切应力的方向与垂直,轴表面各点均处于状态。
7、A03 B03 剪力与挤压的概念梁的内力分析4分对称弯曲梁的横截面上有和两种内力。
8、A01 B03 圆轴扭转时切应力梁的强度4分发生对称弯曲的矩形截面梁,最大剪力为max s F ,横截面面积为A ,则最大切应力max τ= ,最大切应力位于 。
9、A03 B03 切应力分析 圆轴的扭转应力 4分单元体上切应力等于零的平面称为 平面,此平面上的正应力称为应力。
10、A02 B03 杆的分析 压杆稳定性分析与设计 8分li μλ=称为压杆的 ,根据λ的大小,可将压杆分为 、和 三种类型。
11、A01 B03 力的简化 平面力系简化 4分在图示力系中,1234F =F =F =F F =,则力系向A 点的简化结果是 ,向B 点的简化结果是 。
12、A03 B03 力的三要素 静力学基础 8分力对物体的作用效应取决于力的三要素,即力的 、和 。
对于刚体而言,力是 矢量。
13、A03 B03 拉(压)杆件的应力 材料力学的基本概念 4分杆件横截面上一点处的总应力,可分解为 应力和 应力。
14、A01 B03 杆件的横向变形和应变 拉压杆的应力变形 2分4B轴向拉伸或压缩杆件中,ε为纵向线应变,ε'为横向线应变,μ为杆件材料的泊松比。
材料力学第四强度理论公式引言材料力学是研究材料在外力作用下变形和破坏行为的学科,其中强度理论是其中的重要内容之一。
材料强度的确定对于工程设计和材料选型有着重大的影响。
本文将介绍材料力学中的第四强度理论公式。
第四强度理论公式第四强度理论是材料力学中的一种理论,用于计算材料在多向应力状态下的强度。
其公式如下:其中,σ_1为主应力1,σ_2为主应力2,σ_t为拉伸强度,σ_c为压缩强度。
理论原理第四强度理论基于先进的材料力学和实验研究结果,考虑了材料在拉伸和压缩状态下的强度差异。
该理论假设材料在拉伸状态下具有一定的强度,而在压缩状态下具有另外一种强度。
根据该理论,当主应力1占主导时材料在拉伸状态,主应力2占主导时材料在压缩状态。
如果材料在两种状态下的强度满足上述公式,即应力状态下的强度符合要求,材料将不会发生破坏。
应用范围第四强度理论常用于金属材料、复合材料和混凝土等工程材料的强度计算。
在实际工程中,由于材料的各向异性和复杂的应力状态,第四强度理论在一定范围内具有一定的适用性。
尤其对于需要考虑拉伸和压缩强度差异的工程设计,使用该理论能够更好地预测材料的破坏。
实例分析以某汽车零部件为例,假设其经过实验测试得到拉伸强度为100 MPa,压缩强度为80 MPa。
在使用第四强度理论进行计算时,需要先确定应力状态,然后分别计算主应力1和主应力2的数值。
假设某零部件承受的载荷为40 MPa,在拉伸状态下,主应力1为40 MPa,主应力2为0 MPa。
代入公式可得:由于0.4小于1,所以该零部件在该应力状态下没有破坏的风险。
结论材料力学第四强度理论公式是一种常用于计算多向应力状态下材料强度的理论。
在工程设计和材料选型中,合理使用该公式可以更好地预测材料的破坏,并保证工程的安全性和可靠性。
然而,如同其他理论一样,第四强度理论也有其局限性,需要结合实际工程情况进行适当的修正和补充。
参考文献:[1] 成钢. 材料力学[M]. 清华大学出版社, 2008.[2] 汤顺军, 陈式桃. 材料力学与工程[M]. 清华大学出版社, 2008.。
材料力学第一章复习题1,下列结论中正确的是()A,内力是应力的代数和B,应力是内力的平均值C应力是内力的集度D内力必大于应力2. 一对自平衡的外载产生杆件的哪种基本变形只对杆件的某一局部存在影响。
( )A 拉伸与压缩B 剪切C扭转D弯曲3,已设计好的构件,若制造时仅对其材料进行更换通常不会影响其( )A稳定性 B 强度C几何尺寸D刚度4. 根据均匀性假设,可认为构件的下列各量中的( )在各点处都相同A屈服极限B材料的弹性常数C应力D应变第二章轴向拉伸压缩与剪切挤压的实用计算1.塑性材料的极限应力是A屈服极限B强度极限c比例极限D弹性极限2.脆性材料的极限应力是。
A屈服极限B比例极限C强度极限D弹性极限3.受轴向拉压的杆件内最大切应力为80 Mpa,则杆内最大正应力等于A160Mpa B 80Mpa C40Mpa D20Mpa4.在低碳钢Q235的拉伸试验中,材料暂时失去了抵抗变形能力是发生在哪个阶段A弹性B屈服C强化D缩颈断裂5材料进入强化阶段卸载,在室温中放置几天再重新加载可以获得更高的()。
A比例极限B强度极限C弹性变形D塑性变形6直径为d的圆截面钢杆受轴向拉力作用,已知其纵向线应变为e,弹性模量为E,杆轴力大小为()。
填空题(5.0分)7.在连接件上,剪切面和挤压面分别()于外力方向8.连接件剪切强度的实用计算中去,许用切应力是由( )9.插销穿过水平放置的平板上的圆孔,在其下端受拉力F作用。
该插销的剪切面面积和挤压面面积分别等于( a)。
填空题(5.0分)10.低碳钢拉伸试验中滑移线是( )造成的。
11.外力消失后,变形也消失,这种变形为( )12.当延伸率小于( )时为脆性材料,当延伸率大于( )时为塑性材料13.一个结构中有三根拉压杆,设由这三根杆的强度条件确定的结构许用载荷分别为F1、F2、F3,且F1<F2<F3,则该结构的实际许可载荷[F]为判断题(5.0分)14低碳钢的抗拉能力小于抗剪能力()A对 B 错15. 试求图中1-1,2-2,3-3截面上的轴力,并作轴力图。
四大强度理论基本内容介绍: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。
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。
四大强度理论适用的范围各种强度理论的适用范围及其应用第一理论的应用和局限1、应用材料无裂纹脆性断裂失效形势(脆性材料二向或三向受拉状态;最大压应力值不超过最大拉应力值或超过不多)。
2、局限没考虑σ2、σ3对材料的破坏影响,对无拉应力的应力状态无法应用。
第二理论的应用和局限1、应用脆性材料的二向应力状态且压应力很大的情况。
工程力学中四大强度理论的基本内容一、四大强度理论基本内容介绍: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。
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。
二、四大强度理论适用的范围1、各种强度理论的适用范围及其应用(1)、第一理论的应用和局限应用:材料无裂纹脆性断裂失效形势(脆性材料二向或三向受拉状态;最大压应力值不超过最大拉应力值或超过不多)。
局限:没考虑σ2、σ3对材料的破坏影响,对无拉应力的应力状态无法应用。
(2)、第二理论的应用和局限应用:脆性材料的二向应力状态且压应力很大的情况。
四种强度理论的破坏标志、基本假设内容、建立的强度条件公式以及适用的范围。
一、四大强度理论基本内容介绍: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。
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。
二、四大强度理论适用的范围1、各种强度理论的适用范围及其应用第一理论的应用和局限1、应用材料无裂纹脆性断裂失效形势(脆性材料二向或三向受拉状态;最大压应力值不超过最大拉应力值或超过不多)。
2、局限没考虑σ2、σ3对材料的破坏影响,对无拉应力的应力状态无法应用。
***学院期末考试试卷一、填空题(总分20分,每题2分)1、杆件在外力作用下,其内部各部分间产生的,称为内力。
2、杆件在轴向拉压时强度条件的表达式是。
3阶段,阶段。
45.6.789。
10分)1截面的内力12N P P=-,下面说法正确的是()C.N是压力D.N的作用线与杆件轴线重合2、构件的强度是指()A.在外力作用下构件抵抗变形的能力B.在外力作用下构件保持原有平衡态的能力C.在外力作用下构件抵抗破坏的能力D.在外力作用下构件保持原有平稳态的能力3、现有钢、铸铁两种杆材,其直径相同。
从承载能力与经济效益两个方面考虑,图示结构中两种合理选择方案是()A.1杆为钢,2杆为铸铁B.1杆为铸铁,2杆为钢C.2杆均为钢D.2杆均为铸铁4、从拉压杆轴向伸长(缩短)量的计算公式EANll=∆可以看出,E和A值越大,l∆越小,故()。
A.E为杆的抗拉(压)刚度。
B.乘积EA表示材料抵抗拉伸(压缩)变形的能力。
C.乘积EA为杆的抗拉(压)刚度D.以上说法都不正确。
5、空心圆轴的外径为D,内径为d,α=d/D。
其抗扭截面系数为()。
A)1(163απ-=DW P B)1(1623απ-=DW PC)1(1633απ-=DW P D)1(1643απ-=DW P6、在没有荷载作用的一段梁上,()A.剪力图为一水平直线B.C.没有内力D.内力不确定7C.Z8A.C.9。
A.C.冰的温度较铸铁高;D.冰的应力等于零。
10、设ϕ和λ分别是压杆的稳定系数和柔度系数,()。
A.对同一种材料制成的压杆,ϕ值较大则λ值就越小;B.ϕ值越大,λ值就越小,这与压杆所用材料无关;C.当ϕ〉1时,压杆肯定是稳定的,不必对其进行稳定计算;D.ϕ值与压杆杆端的约束情况无关。
三、简答题(总分24分,每题6分)1、拉(压)杆通过铆钉连接在一起时,连接处的强度计算包括哪些计算?2、在梁横截面的中性轴上,其正应力和切应力的值如何?3、梁的变形用什么来度量的?这些量的几何意义各是什么?4、工程中提高压杆稳定性的措施主要从哪几个方面入手?四、画出下列梁的剪力图和弯矩图。