材料力学教案第23讲教学方案强度理论基本内店1．强度理论的概念。家2．四种常见的强度理论。3．其它强度理论简介。1.了解强度理论的基本概念。教学2.掌握四种常用的强度理论的内容及其应用条件。目3.了解莫尔强度理论及其适用范围。的4.会应用经典的强度理论进行组合变形的强度计算。重点了解强度理论的基本概念。1重2.重点掌握四种常用强度理论的内容及应用条件，点m要求会应用经典的强度理论进行组合变形的强度计算难4.难点是学生对材料的机械性能与强度理论之间的内在联系点尚不能深刻地理解，特别对从能量原理和唯象处理方法导出的强度理论不一定彻底接受本次教学计划学时：2学时。教学安课堂讨论：1.如何理解应用作为材料破坏假说的强度理论，可以解决构件的强度问题？排2.对典型例题的解题过程进行剖析，让学生重点掌握如何应用强度理论来解决强度计算问题。3.如何看待五花八门的强度理论？
材 料 力 学 教 案 第 23 讲 教学方案 ——强度理论 基 本 内 容 1. 强度理论的概念。 2. 四种常见的强度理论。 3. 其它强度理论简介。 教 学 目 的 1.了解强度理论的基本概念。 2.掌握四种常用的强度理论的内容及其应用条件 。 3.了解莫尔强度理论及其适用范围。 4.会应用经典的强度理论进行组合变形的强度计算。 重 点 、 难 点 1. 重点了解强度理论的基本概念。 2. 重点掌握四种常用强度理论的内容及应用条件 。 3. 要求会应用经典的强度理论进行组合变形的强度计算。 4. 难点是学生对材料的机械性能与强度理论之间的内在联系 尚不能深刻地理解，特别对从能量原理和唯象处理方法导出 的强度理论不一定彻底接受。 教 学 安 排 本次教学计划学时：2 学时。 课堂讨论： 1.如何理解应用作为材料破坏假说的强 度理论，可以解决构件的强度问题？ 2．对典型例题的解题过程进行剖析，让学生重点掌握如何 应用强度理论来解决强度计算问题。 3．如何看待五花八门的强度理论？
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第 二 十 三 讲
材料力学教案s7-10强度理论的概念1：不同材料在同一环境及加载条件下对“破坏”（或称为失效）具有不同的抵抗能力(抗力)。例1常温、静载条件下，低碳钢的拉伸破坏表现为性服失效，具有屈服极限，铸铁破坏表现为脆性断裂失效，具有抗拉强度α。图9-1a,b2．同一材料在不同环境及加载条件下也表现出对失效的不同抗力+P450--45(b)(a)+P（a）低碳钢塑性屈服失效时光滑(a)(b)表面出现45°滑移线（a）带环形深切槽低碳钢试件受拉伸作用（b）铸铁发生脆性断裂失效时沿（b）洛切槽根部发生脆性断裂（平斯口）横截面断裂图9-2例2常温静载条件下，带有环形深切槽的圆柱形低碳钢试件受拉时，不再出现塑性变形，而沿切槽根部发生脆断，切槽导致的应力集中使根部附近出现两向和三向拉伸型应力状态。图（9-2a,b）例3常温静载条件下，圆柱形铸铁试件受压时，不再出现脆性断口，而出现塑性变形精铁安质临彩成技形此时材料处于压缩型应力状态。图（9-3a）
材 料 力 学 教 案 §7-10 强度理论的概念 １．不同材料在同一环境及加载条件下对“破坏”（或称为失效）具有不同的抵抗能力 （抗力）。 例 1 常温、静载条件下，低碳钢的拉伸破坏表现为塑性屈服失效，具有屈服极限 s ， 铸铁破坏表现为脆性断裂失效，具有抗拉强度 b 。图 9-1a,b ２．同一材料在不同环境及加载条件下也表现出对失效的不同抗力。 例 2 常温静载条件下，带有环形深切槽的圆柱形低碳钢试件受拉时，不再出现塑性变 形，而沿切槽根部发生脆断，切槽导致的应力集中使根部附近出现两向和三向拉伸型应力状 态。图（9-2a,b） 例 3 常温静载条件下，圆柱形铸铁试件受压时，不再出现脆性断口，而出现塑性变形， 此时材料处于压缩型应力状态。图（9-3a）
例4常温静载条件下，圆柱形大理石试件在轴向压力和围压作用下发生明显的塑性变形，此时材料处于三向压缩应力状态下。图9－3b3．根据常温静力拉伸和压缩试验，已建立起单向应力状态下的弹性失效准则，考虑安全系数后，其强度条件为α≤[o]，根据薄壁圆筒扭转实验，可建立起纯剪应力状态下的弹性失效准则，考虑安全系数后，强度条件为T≤[]。建立常温静载一般复杂应力状态下的弹性失效准则一强度理论的基本思想是：1）确认引起材料失效存在共同的力学原因，提出关于这一共同力学原因的假设；2）根据实验室中标准试件在简单受力情况下的破坏实验（如拉伸），建立起材料在复杂应力状态下共同遵循的弹性失效准则和强度条件。3）实际上，当前工程上常用的经典强度理论都按脆性断裂和塑性屈服两类失效形式，分别提出共同力学原因的假设。$7-11四个强度理论1．最大拉应力准则（第一强度理论）基本观点：材料中的最大拉应力到达材料的正断抗力时，即产生脆性断裂。表达式：0mx=0复杂应力状态,≥,≥,,当>0,Cmx =002fOO1
第 二 十 三 讲 例 4 常温静载条件下，圆柱形大理石试件在轴向压力和围压作用下发生明显的塑性变 形，此时材料处于三向压缩应力状态下。图９－３b ３．根据常温静力拉伸和压缩试验，已建立起单向应力状态下的弹性失效准则，考虑安 全系数后，其强度条件为 ，根据薄壁圆筒扭转实验，可建立起纯剪应力状态下的 弹性失效准则，考虑安全系数后，强度条件为 。 建立常温静载一般复杂应力状态下的弹性失效准则——强度理论的基本思想是： １）确认引起材料失效存在共同的力学原因，提出关于这一共同力学原因的假设； ２）根据实验室中标准试件在简单受力情况下的破坏实验（如拉伸），建立起材料在复 杂应力状态下共同遵循的弹性失效准则和强度条件。 ３）实际上，当前工程上常用的经典强度理论都按脆性断裂和塑性屈服两类失效形式， 分别提出共同力学原因的假设。 §7-11 四个强度理论 １．最大拉应力准则（第一强度理论） 基本观点：材料中的最大拉应力到达材料的正断抗力时，即产生脆性断裂。 表达式： = u + max 复杂应力状态 1 2 3 ， 当 1 0， max = 1 +
力学教案才料简单拉伸破坏试验中材料的正断抗力0,=0,=0,, 0,=0,=0(9-1a)最大拉应力脆断准则：g_=0,0, ≤[0]- 2b相应的强度条件：(9-1b)n适用范围：虽然只突出，而未考虑2,0；的影响，它与铸铁，工具钢，工业陶瓷等多数脆性材料的实验结果较符合。特别适用于拉伸型应力状态（如,≥2>;=0)，混合型应力状态中拉应力占优者（,>0,<0,但>)。2.最大伸长线应变准则（第二强度理论）基本观点：材料中最大伸长线应变到达材料的脆断伸长线应变6，时，即产生脆性断裂。表达式：Emx=u复杂应力状态628,2当6>0,-[0, -v(0, +0,)]8mx=8=简单拉伸破坏试验中材料的脆断伸长线应变0,=0,,02=0,=0, 6,=8,6(9-2a)最大伸长线应变准则：0f-V(02 +0,)=0b
材 料 力 学 教 案 简单拉伸破坏试验中材料的正断抗力 1 = u = b ， 2 = 3 = 0 最大拉应力脆断准则： 1 = b (9-1a) 相应的强度条件： b b n 1 = (9-1b) 适用范围：虽然只突出 1 而未考虑 2 3 , 的影响，它与铸铁，工具钢，工业陶瓷 等多数脆性材料的实验结果较符合。特别适用于拉伸型应力状态（如 1 2 3 = 0 ）， 混合型应力状态中拉应力占优者（ 0, 0, 1 3 但 1 3 ）。 2．最大伸长线应变准则（第二强度理论） 基本观点：材料中最大伸长线应变到达材料的脆断伸长线应变 u 时，即产生脆性断裂。 表达式： u = + max 复杂应力状态 1 2 3 ，当 1 0， ( ) 1 max 1 1 2 3 = = − + + E 简单拉伸破坏试验中材料的脆断伸长线应变 1 = b ， 2 = 3 = 0， E b u b = = 最大伸长线应变准则： − + = b ( ) 1 2 3 （9-2a）