材料力学公式汇总
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1材料力学公式汇总一、应力与强度条件 1、拉压 []max maxN A σσ=≤横截2、剪切 []maxQ A ττ=≤受剪挤压 P A σσ⎡⎤=≤⎣⎦挤压挤压挤压挤压投3、圆轴扭转[]max max maxT T P P M M I W ρττ⎛⎞⎛⎞==≤ 4、平面弯曲 ①[]max nmaxn M W σσ=≤②[]max max max nz z M y I σσ+++=≤[]max maxmax nz zM y I σσ−−−=≤③[]ττ≤⋅=bI S Q z *max z max max ⎜⎟⎜⎟⎝⎠⎝⎠5、斜弯曲[]nynz maxnz nymaxM M W W σσ=+≤;6、拉(压)弯组合[]maxmaxn nM N A W σσ=+≤;[]max max z nz M N y A I σσ+++=+≤;[]nz max max z M N y I Aσσ−−−=−≤. 注:“5,6”两式仅供参考.7、轴向拉压斜截面上应力:2cos ;sin 22αασσσατ==横横α8、圆轴弯扭组合: ①第三强度理论[]eq3nnσσ===≤②第四强度理论[]eq4nnσσ===≤9、圆轴拉(压)弯扭组合:①第三强度理论 []eq3σσ=≤ ②第四强度理论 []eq4σσ=≤ 二、变形及刚度条件1、拉压 ∑∫===ΔLEAxx ) N EAL N EANLL d (ii 2、扭转 ()()弧度; T T i i T p p pM x dx M L M LGI GI GI Φ==Σ=∫0180p T L GI θπΦ==⋅(m /D ) 3、弯曲(1)积分法:()'''()();()()()d ;()()d d .n n nEIy x M x EIy x EI x M x x C EIy x M x x x Cx D θ===+=+∫∫∫+边界条件:铰支:挠度为零;固支:挠度和转角都为零。
材料力学公式汇总一、应力与强度条件 1、 拉压 []σσ≤=maxmax AN2、 剪切 []ττ≤=AQ max挤压 []挤压挤压挤压σσ≤=AP3、 圆轴扭转 []ττ≤=W tT max4、 平面弯曲 ①[]σσ≤=maxzmax W M②[]max t max t maxmax σσ≤=y I M zt max c max max y I Mzc =σ[]cnax σ≤③[]ττ≤⋅=bI S Q z *max z max max5、斜弯曲 []σσ≤+=maxyyz z max W M W M6、拉(压)弯组合 []σσ≤+=maxmax zW M A N[]t max t z max t σσ≤+=y I M A N z []c max c z z max c σσ≤-=ANy I M 注意:“5”与“6”两式仅供参考 7、圆轴弯扭组合:①第三强度理论 []στσσ≤+=+=z2n2w 2n2wr34W M M②第四强度理论[]στσσ≤+=+=z2n2w 2n2wr475.03W M M二、变形及刚度条件1、 拉压 ∑⎰===∆LEAxx N EAL N EANL L d )(ii EA 为拉伸(压缩)刚度2、 扭转()⎰=∑==Φpp i i p GI dx x T GI L T GI TLGI为抗扭刚度πφ0180⋅=Φ=p GI T L (m / )3、 弯曲 (1)积分法:)()(''x M x E I y =C x x M x EI x EIy +==⎰d )()()('θD Cx x x x M x EIy ++=⎰⎰d ]d )([)((2)叠加法:()21,P P f …=()()21P f P f ++…, ()21,P P θ=()()++21P P θθ…(3)基本变形表(注意:以下各公式均指绝对值,使用时要根据具体情况赋予正负号)EI ML B =θ EI PL B 22=θ EIqL B 63=θ EIML f B 22=EI PL f B 33= EI qL f B 84=EI ML B 3=θ,EIML A 6=θ EIPL A B 162==θθ EIqL A B 243==θθ EI ML f c 162=EIPL f c 483=EIqL f c 3844= (4)弹性变形能(注:以下只给出弯曲构件的变形能,并忽略剪力影响,其他变形与此相似,不予写出)EIL M U 22==ii i EI L M 22∑=()⎰EIdx x M 22 (5)卡氏第二定理(注:只给出线性弹性弯曲梁的公式)=∂∂=∆ii P U()()⎰∂∂∑dx P x M EI x M i三、应力状态与强度理论 1、 二向应力状态斜截面应力ατασσσσσα2sin 2cos 22xy yx yx --++=ατασστα2c o s 2sin 2xy yx +-=2、 二向应力状态极值正应力及所在截面方位角22min max )2(2xyy x y x τσσσσσσ+-±+=yx xyσστα--=22tg 0PAB MAB A BqL LLLL3、 二向应力状态的极值剪应力22max )2(xyyx τσστ+-=注:极值正应力所在截面与极值剪应力所在截面夹角为4504、 三向应力状态的主应力:321σσσ≥≥最大剪应力:231max σστ-=5、二向应力状态的广义胡克定律(1)、表达形式之一(用应力表示应变))(1y x x Eμσσε-= )(1x y y Eμσσε-= )(y x z Eσσμε+-= Gxy xy τγ=(2)、表达形式之二(用应变表示应力))(12y x x E μεεμσ+-= )(12x y y Eμεεμσ+-= 0=z σ xy xy G γτ=6、三向应力状态的广义胡克定律()[]z y x x Eσσμσε+-=1()z y x ,, Gxyxyτγ=()zx yz xy ,,7、强度理论 (1)[]111σσσ≤=r ()3212σσμσσ+-=r []σ≤[]bb n σσ=(2)[]σσσσ≤-=313r()()()[]213232221421σσσσσσσ-+-+-=r []σ≤ []ss n σσ=8、平面应力状态下的应变分析 (1)αγαεεεεεα2sin 22cos 22⎪⎪⎭⎫⎝⎛---++=xyyx yx+-=⎪⎭⎫ ⎝⎛-αεεγα2s i n 22yx αγ2c o s 2⎪⎪⎭⎫⎝⎛-xy(2)22min max 222⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-±+=xy y x yx γεεεεεεyx xyεεγα-=02tg 四、压杆稳定1、临界压力与临界应力公式(若把直杆分为三类)①细长受压杆 p λλ≥ ()2m i n 2cr L EI P μπ= 22cr λπσE=②中长受压杆 s p λλλ≥≥ λσb a -=cr ③短粗受压杆s λλ≤ “cr σ”=s σ或 b σ2、关于柔度的几个公式 i L μλ= p2p σπλE= ba s s σλ-=3、惯性半径公式AI i z= (圆截面4di z =,矩形截面12min b i =(b 为短边长度))五、动载荷(只给出冲击问题的有关公式) 能量方程 U V T ∆=∆+∆冲击系数 std 211∆++=hK (自由落体冲击)st20d ∆=g v K (水平冲击)六、截面几何性质1、 惯性矩(以下只给出公式,不注明截面的形状)⎰=dA I P 2ρ=324d π ()44132απ-D D d=α⎰==6442d dA y I z π ()44164απ-D 123bh 123hb323maxd y I W zz π==()43132απ-D62bh 62hb2、惯性矩平移轴公式A a I I 2zc z +=。
材料力学公式总结材料力学是研究材料在外力作用下的力学性能和变形规律的学科,它是材料科学的基础和核心。
在材料力学中,有许多重要的公式,它们可以帮助我们理解材料的性能和行为。
本文将对材料力学中的一些重要公式进行总结,希望能对大家的学习和工作有所帮助。
1. 应力和应变的关系公式。
在材料力学中,应力和应变是两个非常重要的概念。
应力是单位面积上的力,通常用σ表示,而应变是材料单位长度的变形量,通常用ε表示。
它们之间的关系可以用胡克定律来描述,即σ = Eε,其中E为杨氏模量,是描述材料抵抗变形能力的一个重要参数。
2. 弹性模量的计算公式。
弹性模量是描述材料在受力后能够恢复原状的能力的一个重要参数。
对于各向同性材料,弹性模量E可以用杨氏模量和泊松比来表示,即E = 2G(1+μ),其中G 为剪切模量,μ为泊松比。
3. 应力-应变曲线的公式。
材料在受力时,应力和应变之间的关系通常通过应力-应变曲线来描述。
对于线弹性材料来说,应力-应变曲线是一条直线,其斜率就是杨氏模量E。
而对于非线性材料来说,应力-应变曲线通常是一条曲线,可以用一些复杂的数学公式来描述。
4. 塑性变形的公式。
当材料受到超过其屈服强度的应力时,就会发生塑性变形。
塑性变形的特点是应力和应变不再呈线性关系,而是出现了一定的变形硬化。
塑性变形的公式通常比较复杂,需要根据具体的材料和加载条件来确定。
5. 断裂力学的公式。
材料在受到过大的应力时会发生断裂,断裂力学是研究材料断裂行为的学科。
在断裂力学中,有许多重要的公式,如格里菲斯断裂准则、弗兰克-雷迪公式等,它们可以帮助我们预测材料的断裂行为。
总结。
材料力学中的公式是我们理解材料性能和行为的重要工具,通过对这些公式的学习和掌握,我们可以更好地应用材料力学知识,解决工程实际问题。
希望本文对大家有所帮助,也希望大家能够深入学习材料力学,为材料科学的发展做出贡献。
材料力学公式完全版材料力学是研究材料在外力作用下的力学性质和变形行为的一门学科。
在材料力学中,有很多的公式被广泛应用于计算和分析材料的力学行为。
下面是一些常见的材料力学公式:1. 应力(Stress):应力是单位面积上的力,通常用σ 表示,计算公式为:σ = F / A,其中 F 是力的大小,A 是面积。
2. 应变(Strain):应变是物体在受力作用下发生变形的程度,通常用ε 表示,计算公式为:ε = ΔL / L,其中ΔL 是长度的变化量,L 是初始长度。
3. 弹性模量(Young's modulus):弹性模量是衡量材料抵抗变形的能力的物理量,通常用 E 表示,计算公式为:E = σ / ε。
4. 剪切应力(Shear stress):剪切应力是垂直方向上的切应力,通常用τ 表示,计算公式为:τ = F / A,其中 F 是切力的大小,A 是垂直于切力方向的面积。
5. 剪切应变(Shear strain):剪切应变是物体在受剪切力作用下的变形程度,通常用γ 表示,计算公式为:γ = tanθ,其中θ 是切变角度。
6. 泊松比(Poisson's ratio):泊松比是衡量材料横向收缩相对于纵向伸长的程度的物理量,通常用ν 表示,计算公式为:ν = -ε横 /ε纵。
7. 屈服强度(Yield strength):屈服强度是材料开始产生塑性变形的临界点,通常用σy 表示。
8. 极限强度(Ultimate strength):极限强度是材料在破坏前能承受的最大应力,通常用σu 表示。
9. 可延性(Elonagation):可延性是材料在断裂前的拉伸变形量,通常用δ 表示,计算公式为:δ = (L - L0) / L0。
10. 硬度(Hardness):硬度是材料抵抗划伤或压痕的能力,常用的硬度测量方法有布氏硬度、维氏硬度等。
11. 柯尔摩根关系(Hooke's law):柯尔摩根关系是描述弹性固体在小应变下的力学行为的线性关系,计算公式为:σ = Eε,其中 E 是杨氏模量,σ 是应力,ε 是应变。
材料力学公式大全材料力学是研究材料在外力作用下的变形、破坏和稳定性等力学性能的学科。
在工程实践中,材料力学公式是工程师们进行材料设计、分析和计算的重要工具。
本文将为大家介绍一些常用的材料力学公式,希望能对大家有所帮助。
1. 应力和应变。
在材料力学中,应力和应变是最基本的概念。
应力是单位面积上的内力,通常用σ表示,其公式为:σ = F/A。
其中,F为受力,A为受力面积。
应变是材料单位长度的变形量,通常用ε表示,其公式为:ε = ΔL/L。
其中,ΔL为长度变化量,L为原始长度。
2. 弹性模量。
弹性模量是材料在弹性阶段的应力和应变关系的比例系数,通常用E表示,其公式为:E = σ/ε。
3. 餐极限。
屈服极限是材料在受力作用下开始发生塑性变形的应力值,通常用σy表示。
4. 断裂韧性。
断裂韧性是材料在破坏前所能吸收的能量,通常用K表示,其公式为:K = σ√πc。
其中,σ为应力,c为裂纹长度。
5. 疲劳强度。
疲劳强度是材料在交变应力作用下能够承受的最大应力值,通常用σf表示。
6. 塑性体积变形。
塑性体积变形是材料在塑性变形过程中体积的变化,通常用ΔV表示,其公式为:ΔV = V(ε1-ε2+ε3)。
其中,V为原始体积,ε1、ε2、ε3分别为三个主应变。
7. 岛壳理论。
岛壳理论是用于计算薄壁结构的强度和稳定性的理论,通常用T表示,其公式为:T = P/A。
其中,P为受力,A为受力面积。
8. 塑性流动理论。
塑性流动理论是用于描述金属材料在塑性变形过程中的流动规律的理论,通常用ε表示,其公式为:ε = ln(ε0/εf)。
其中,ε0为初始应变,εf为终止应变。
以上就是一些常用的材料力学公式,希望对大家有所帮助。
在工程实践中,我们可以根据具体情况选择合适的公式进行分析和计算,以保证工程设计的安全可靠性。
材料力学是一个复杂而又有趣的领域,希望大家能够在学习和工作中不断深入研究,提升自己的专业能力。
材料力学公式大全材料力学是研究材料在外力作用下的力学性能和变形规律的学科,是材料科学的重要组成部分。
在工程实践中,材料力学公式是工程师们设计和分析结构、零部件等工程问题时必不可少的工具。
本文将为大家介绍一些常用的材料力学公式,希望能对大家的工程实践有所帮助。
1. 应力公式。
在材料力学中,应力是指单位面积上的力的大小,通常用σ表示,其公式为:\[ \sigma = \frac{F}{A} \]其中,F为受力,A为受力面积。
2. 应变公式。
应变是指材料在受力作用下产生的变形程度,通常用ε表示,其公式为:\[ \varepsilon = \frac{\Delta L}{L} \]其中,ΔL为长度变化量,L为原始长度。
3. 弹性模量公式。
弹性模量是材料抵抗形变的能力,通常用E表示,其公式为:\[ E = \frac{\sigma}{\varepsilon} \]4. 剪切应力公式。
在材料力学中,剪切应力是指垂直于受力方向的力,通常用τ表示,其公式为:\[ \tau = \frac{F}{A} \]其中,F为受力,A为受力面积。
5. 剪切应变公式。
剪切应变是指材料在受剪切力作用下产生的变形程度,通常用γ表示,其公式为:\[ \gamma = \frac{\Delta x}{h} \]其中,Δx为位移,h为原始长度。
6. 泊松比公式。
泊松比是材料在拉伸或压缩时,在垂直方向上的收缩或膨胀程度的比值,通常用ν表示,其公式为:\[ \nu = -\frac{\varepsilon_{y}}{\varepsilon_{x}} \]其中,εy为垂直方向的应变,εx为拉伸或压缩方向的应变。
7. 弯曲应力公式。
在材料力学中,弯曲应力是指材料在受弯曲力作用下的应力,其公式为:\[ \sigma = \frac{M \cdot c}{I} \]其中,M为弯矩,c为截面到中性轴的距离,I为惯性矩。
8. 弯曲应变公式。
弯曲应变是指材料在受弯曲力作用下产生的变形程度,其公式为:\[ \varepsilon = \frac{M \cdot c}{E \cdot I} \]其中,M为弯矩,c为截面到中性轴的距离,E为弹性模量,I为惯性矩。
材料力学常用公式材料力学是研究材料在受力下的力学性质和变形行为的学科,它在工程领域中有着广泛的应用。
常用的材料力学公式包括应力、应变、热应变、应力-应变关系等。
下面是一些常用的材料力学公式的介绍:1. 应力(Stress)公式:应力定义为单位面积上的力,常用公式为:σ=F/A其中,σ为应力,F为受力,A为受力面积。
2. 应变(Strain)公式:应变定义为材料单位长度的变化,常用公式为:ε=ΔL/L其中,ε为应变,ΔL为长度变化,L为原始长度。
3. 霍克定律(Hooke's Law):霍克定律描述了弹性固体在小应变下应力和应变的线性关系,常用公式为:σ=Eε其中,σ为应力,ε为应变,E为材料的弹性模量。
4. 应力-应变关系(Stress-Strain Relationship):应力-应变关系用来描述材料在受力下的变形行为,通常用应力与应变的曲线来表示。
其中弹性阶段遵循霍克定律,塑性阶段存在应力和应变不再线性相关的情况。
5.等效应力(von Mises Stress):等效应力是衡量材料在多轴载荷作用下发生破坏的临界值,常用公式为:σ_eq = √(σ_x^2 + σ_y^2 + σ_z^2 - σ_xσ_y - σ_yσ_z -σ_zσ_x + 3τ^2)其中,σ_eq为等效应力,σ_x、σ_y、σ_z为主应力,τ为主应力间的剪应力。
6. 拉伸强度(Tensile Strength):拉伸强度是材料在拉伸状态下破坏前的最大抗拉应力,常用公式为:σ_u = P_max / A_0其中,σ_u为拉伸强度,P_max为最大拉伸力,A_0为原始横截面积。
7. 弯曲应力(Bending Stress):当材料受弯曲作用时,所产生的应力称为弯曲应力,常用公式为:σ_b=(M*y)/I其中,σ_b为弯曲应力,M为弯矩,y为材料中点位置,I为截面惯性矩。
8. 剪切应力(Shear Stress):剪切应力是材料在剪切载荷作用下的应力,常用公式为:τ=F/A其中,τ为剪切应力,F为剪切力,A为剪切面积。
材料力学公式大全引言材料力学是材料学和力学的交叉学科,研究材料在外部力作用下的力学行为。
材料力学公式是描述材料力学行为的数学方程式,通过使用这些公式,可以预测和解释材料的力学性能。
本文将介绍一些常见的材料力学公式,帮助读者更好地理解材料的力学行为。
弹性力学霍克定律弹性材料的应力与应变之间的关系可以通过霍克定律来描述。
霍克定律表示为:σ = Eε其中,σ是应力,E是弹性模量,ε是应变。
杨氏模量是一种衡量材料刚度的物理量,表示为:E = σ / ε其中,E是杨氏模量,σ是应力,ε是应变。
泊松比泊松比是一种描述材料压缩应变与正交方向上的伸长应变比例关系的参数。
泊松比的定义如下:ν = -ε_2 / ε_1其中,ν是泊松比,ε_1是材料在一个方向上的伸长应变,ε_2是材料在与该方向正交的方向上的压缩应变。
屈服强度材料的屈服强度是指在材料发生塑性变形之前所能承受的最大应力。
屈服强度可以通过应力-应变曲线中的屈服点来确定。
硬化指数硬化指数是衡量材料抵抗塑性变形的能力的物理量,表示材料在塑性变形过程中的硬度增加速率。
硬化指数可以通过屈服应力与屈服应变之间的关系来计算。
应力松弛应力松弛是指材料在恒定应变条件下,应力随时间逐渐减小的现象。
应力松弛可以通过材料应力与时间之间的关系来描述。
强度理论强度理论是一种预测材料破坏的理论模型。
常用的强度理论包括最大剪应力理论、最大正应力理论和最大能量释放率理论。
裂纹扩展速率裂纹扩展速率是描述材料中裂纹扩展过程的物理量,表示裂纹边缘的扩展速度。
裂纹扩展速率可以通过材料裂纹长度与时间之间的关系来计算。
疲劳力学疲劳寿命疲劳寿命是指材料在循环加载下能够承受的次数或时间。
疲劳寿命可以通过应力与循环次数或时间之间的关系来计算。
疲劳强度是指材料在循环加载下能够承受的最大应力。
疲劳强度可以通过应力循环试验来确定。
结论本文介绍了一些常见的材料力学公式,包括弹性力学、塑性力学、破坏力学和疲劳力学方面的公式。
材料力学公式汇总一、轴向拉压。
1. 轴力计算。
- 截面法:F_N=∑ F_i(F_N为轴力,F_i为截面一侧外力的代数和,拉力为正,压力为负)2. 正应力计算。
- σ=(F_N)/(A)(σ为正应力,A为横截面面积)3. 胡克定律。
- Δ L=(F_NL)/(EA)(Δ L为轴向变形量,L为杆件原长,E为弹性模量)4. 泊松比。
- ν =-(varepsilon')/(varepsilon)(ν为泊松比,varepsilon为轴向线应变,varepsilon'为横向线应变)二、扭转。
1. 扭矩计算。
- 截面法:T=∑ M_i(T为扭矩,M_i为截面一侧外力偶矩的代数和,右手螺旋法则确定正负,拇指指向截面外法线方向时,扭矩为正)2. 切应力计算(圆轴扭转)- τ=(Tρ)/(I_p)(τ为切应力,ρ为所求点到圆心的距离,I_p为极惯性矩)- 对于圆轴最大切应力:τ_max=(T)/(W_t)(W_t=(I_p)/(R),R为圆轴半径)- 对于实心圆轴:I_p=(π D^4)/(32),W_t=(π D^3)/(16)(D为圆轴直径)- 对于空心圆轴:I_p=(π)/(32)(D^4 - d^4),W_t=(π)/(16D)(D^4 - d^4)(d为空心圆轴内径)3. 扭转角计算(圆轴扭转)- φ=(TL)/(GI_p)(φ为扭转角,L为轴长,G为切变模量)三、弯曲内力。
1. 剪力和弯矩计算。
- 截面法:F_Q=∑ F_i(F_Q为剪力,截面左侧向上的外力或右侧向下的外力为正)- M=∑ M_i(M为弯矩,使梁下侧受拉的弯矩为正)2. 剪力图和弯矩图绘制。
- 利用载荷、剪力、弯矩之间的微分关系:(dF_Q)/(dx)=q(x),(dM)/(dx)=F_Q,frac{d^2M}{dx^2} = q(x)(q(x)为分布载荷集度)四、弯曲应力。
1. 正应力计算(梁的纯弯曲)- σ=(My)/(I_z)(σ为正应力,M为弯矩,y为所求点到中性轴的距离,I_z为截面对中性轴的惯性矩)- 最大正应力:σ_max=(M)/(W_z)(W_z=(I_z)/(y_max))- 对于矩形截面:I_z=frac{bh^3}{12},W_z=frac{bh^2}{6}(b为截面宽度,h 为截面高度)- 对于圆形截面:I_z=(π D^4)/(64),W_z=(π D^3)/(32)2. 切应力计算(矩形截面梁)- τ=frac{F_QS_z^*}{bI_z}(S_z^*为所求点以上(或以下)部分截面对中性轴的静矩,b为截面宽度)- 最大切应力(矩形截面):τ_max=(3F_Q)/(2bh)(发生在中性轴上)五、弯曲变形。
材料力学的基本计算公式材料力学是研究材料在力的作用下的行为和性能的学科。
在材料力学中,有一些基本的计算公式,可以用于分析材料的力学性质。
下面是一些常用的材料力学的基本计算公式。
1.弹性应变材料在受力作用下会发生变形,这种变形可以用应变来描述。
弹性应变是材料在弹性阶段的变形量与初试长度之比。
可以通过以下公式计算弹性应变:ε=δL/L其中,ε为弹性应变,δL为变形量,L为初始长度。
2.弹性模量弹性模量衡量了材料在弹性阶段的刚度,可以用于描述材料的抗拉强度。
对于线性弹性材料,弹性模量可以通过以下公式计算:E=σ/ε其中,E为弹性模量,σ为应力,ε为弹性应变。
3.科尔莫戈洛夫方程科尔莫戈洛夫方程可以用于计算材料在复合应力状态下的应变。
对于一般的受应力状态(平面应力和轴对称应力),科尔莫戈洛夫方程可以表示为:σ=S*ε其中,σ为应力,S为应力-应变刚度矩阵,ε为应变。
4.拉伸和压缩应力拉伸和压缩应力计算公式分别如下:拉伸应力:σ=F/A压缩应力:σ=-F/A其中,σ为应力,F为作用力,A为受力面积。
5.剪切应力材料在受剪力作用下会发生剪切变形。
剪切应力可以通过以下公式计算:τ=F/A其中,τ为剪切应力,F为剪切力,A为受力面积。
6.杨氏模量杨氏模量衡量了材料的刚度,可以用于描述材料的弹性性能。
对于拉伸应力-应变状态,杨氏模量可以通过以下公式计算:E=σ/ε其中,E为杨氏模量,σ为拉伸应力,ε为拉伸应变。
7.泊松比泊松比衡量了材料在受力作用下沿垂直方向的变形。
可以通过以下公式计算:ν=-εv/εl其中,ν为泊松比,εv为垂直应变,εl为拉伸应变。
8.巴拉赫公式巴拉赫公式可以用于计算材料的抗拉强度,可以表示为:σy=K*σr^n其中,σy为抗拉强度,K和n为材料的参数,σr为引伸计测得的真实应力。
这些公式是材料力学的基本计算公式,可以用于分析材料的力学性质。
在实际应用中,还会根据具体情况考虑材料的非线性和多轴受力等因素,进行更为深入的分析和计算。
材料力学公式汇总
一、应力与强度条件 1、拉压 []σσ≤=max
max A N
2、剪切 []ττ≤=
A
Q max
挤压 [
]挤压
挤压挤压
σ
σ≤=
A
P
3、圆轴扭转 []ττ≤=Wt T max
4、平面弯曲 ①[]σσ≤=
max
z
max
W M
②[]max
t max t max
max
σ
σ≤=y I M z
t
max c max
max
y I M
z
c =σ
[]cnax
σ≤
③[]ττ≤⋅=
b
I S Q z *
max
z max max
5、斜弯曲 []σσ≤+
=
max
y
y
z
z
max
W M
W M
6、拉(压)弯组合 []σ
σ≤+
=max
max
z
W M A
N
[]t
max t z
max
t σ
σ
≤+
=
y I M A
N z
[]c
max c z
z
max
c σ
σ≤-
=A
N y I M
注意:“5”与“6”两式仅供参考 7、圆轴弯扭组合:①第三强度理论 []σ
τ
σ
σ≤+=
+=z 2n
2w
2n
2
w
r3
4W M
M
②第四强度理论 []σ
τ
σ
σ≤+=
+=z
2n
2w
2n
2w
r4
75.03W M M
二、变形及刚度条件 1、拉压 ∑
⎰
=
=
=
∆L
EA
x x N EA L N EA NL L d )(i i
2、扭转 ()⎰
=
∑
==
Φp
p
i i p
GI
dx x T GI
L T GI
TL
π
φ
180
⋅
=
Φ=p
GI
T L (m / )
3、弯曲
(1)积分法:)()(''x M x EIy = C x x M x EI x EIy
+=
=⎰d )()()('
θ D Cx x x x M x EIy ++=⎰⎰d ]d )([)(
(2)叠加法:()21,P P f …=()()21P f P f ++…, ()21,P P θ=()()++21P P θθ…
(3)基本变形表(注意:以下各公式均指绝对值,使用时要根据具体情况赋予正负号)
EI ML
B =
θ EI PL
B 22
=
θ EI qL
B 63
=
θ EI
ML f B 22=
EI
PL f B 33=
EI
qL f B 84=
P
A
B M
A
B A B
q
L L
L
EI
ML B 3=
θ,EI
ML A 6=
θ EI
PL
A
B
162
=
=θ
θ EI
qL
A
B
243
=
=θ
θ
EI
ML f c 162=
EI
PL
f c 483
=
EI
qL
f c 3844
=
(4)弹性变形能(注:以下只给出弯曲构件的变形能,并忽略剪力影响,其他变形与此相似,不予写出)
EI
L
M
U 22
=
=i
i i EI L M 22
∑
=()⎰
EI
dx
x M
22
(5)卡氏第二定理(注:只给出线性弹性弯曲梁的公式)
=∂∂=
∆i
i P U ()()⎰
∂∂∑
dx
P x M EI
x M i
三、应力状态与强度理论
1、二向应力状态斜截面应力
α
τασσ
σσ
σα2sin 2cos 2
2
xy y
x
y
x
--+
+=
α
τασσ
τα
2c o s 2s i n 2
xy y
x
+-=
2、二向应力状态极值正应力及所在截面方位角
2
2
min
max )
2
(
2
xy
y
x
y
x
τ
σσ
σσ
σ
σ+-±+=
y
x
xy σ
σ
τ
α--=
22tg 0
3、二向应力状态的极值剪应力
22
max )2
(
xy
y
x
τ
σσ
τ+-=
注:极值正应力所在截面与极值剪应力所在截面夹角为450
4、三向应力状态的主应力:321σσσ≥≥
最大剪应力:2
3
1max
σστ-=
5、二向应力状态的广义胡克定律
(1)、表达形式之一(用应力表示应变)
)(1y x
x E μσ
σ
ε-=
)(1x y
y E
μσσ
ε-=
)(y x
z E
σσ
μ
ε+-
= G
xy
xy
τγ
=
(2)、表达形式之二(用应变表示应力)
)(12
y
x x
E με
εμ
σ
+-=
)
(12
x y
y
E μεε
μ
σ
+-=
0=z σ xy xy G γτ=
6、三向应力状态的广义胡克定律
()[]z y x x E
σσμσε+-=
1 ()z y x ,, G
xy
xy
τγ
=
()zx yz xy ,,
L
L
7、强度理论
(1)[]111σσσ≤=r ()3212σσμσσ+-=r []σ≤ []b
b
n σσ=
(2)[]σσσσ≤-=313r ()()()[]21
32
32
22
1
4
2
1
σ
σσσ
σ
σσ-+-+-=
r []σ≤ []s
s
n σ
σ=
8、平面应力状态下的应变分析 (1)αγαε
εε
εεα2sin 22cos 22⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛-
--+
+=
xy y
x y
x
+-=
⎪⎭⎫ ⎝
⎛-αε
εγα2s i n 22y
x αγ2c o s 2⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛-
xy
(2)
2
2
min
max 222
⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛-±
+=
xy y
x y
x γε
εε
εεε
y
x xy
εεγ
α-=
02tg
四、压杆稳定
1、临界压力与临界应力公式(若把直杆分为三类)
①细长受压杆 p λλ≥ ()
2
min 2
cr
L EI
P μπ=
2
2
cr
λ
πσE =
②中长受压杆 s p λλλ≥≥ λσb a -=cr
③短粗受压杆 s λλ≤ “cr σ”=s σ 或 b σ 2、关于柔度的几个公式 i
L
μλ= p
2
p
σ
πλE =
b
a s
s
σλ-=
3、惯性半径公式A
I i
z =
(圆截面 4
d i z =,矩形截面12
min b i =
(b 为短边长度))
五、动载荷(只给出冲击问题的有关公式) 能量方程 U
V T ∆=∆+∆
冲击系数
st
d 211∆+
+
=h K (自由落体冲击)
st
2
d ∆=
g v K (水平冲击)
六、截面几何性质
1、 惯性矩(以下只给出公式,不注明截面的形状)
⎰
=dA I P 2
ρ=
32
4
d
π ()4
4
132
απ-D
D
d =
α
⎰=
=
64
4
2
d
dA y
I z π ()4
4
164
απ-D
123
bh
123
hb 32
3
max
d y I W z z π=
=
()4
3
132
απ-D
6
2
bh
6
2hb
2、惯性矩平移轴公式
A a I I 2zc z +=。