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建筑力学课件:应力状态和强度理论(一).pptx

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工程力学

低碳钢拉伸

塑性材料拉伸时为什么会出现滑移线?

铸铁拉伸

一、问题的提出

§8-1应力状态的概念

脆性材料扭转时为什么沿45º螺旋面断开?

低碳钢扭转

铸铁扭转

§8-1应力状态的概念

§8-1应力状态的概念

轴向拉伸杆件:

单元体的应力状态

(三维图)

单元体的应力状态

(二维图)

§8-1应力状态的概念

同一点处不同方位截面上的应力一般不相同

上述应力公式也可根据微元的局部平衡得到:

拉中有剪

§8-1应力状态的概念

受扭圆杆:

§8-1应力状态的概念

受弯杆:

同一截面上不同点的应力一般不相同

重要结论

1、不仅横截面上存在应力,斜截面上也存在应力;

§8-1应力状态的概念

2、同一面上不同点的应力一般各不相同;

3、同一点不同方向面上的应力一般也各不相同;

——应力的点的概念

——应力的面的概念

§8-1应力状态的概念

二、应力状态的概念

过一点不同方位截面上应力情况,称为该点的应力状态。

研究应力状态的目的:找出一点处沿不同方向应力的变化规律,确定出最大应力,从而全面分析构件破坏的原因,建立适当的强度条件。

三、应力状态的研究方法

研究一点的应力状态时,围绕该点取一个无限小的正六面体——单元体来研究。

§8-1应力状态的概念

1、作用在单元体各面上的应力均匀分布

2、平行平面上的应力对应相等

假设:

由截面法和平衡条件求任意方位面上

的应力。

分析方法:

空间应力状态

平面应力状态

§8-1应力状态的概念

四、应力状态的分类

§8-2平面应力状态下任意斜截面上的应力

空间问题简化为平面问题

x面

y面

x面——单元体上垂直于x轴的截面,

截面上的应力下标均为x

y面——单元体上垂直于y轴的截面,

截面上的应力下标均为y

一、正负号规定:

正应力:拉为正;反之为负

切应力:围绕微元体内任一点沿顺时针方向转动为正;反之为负。

角:由x轴正向逆时针转到斜截面外法线(或由横截面方向沿逆时针转到斜截面方向)时为正;反之为负。

§8-2平面应力状态下任意斜截面上的应力

二、微元的局部平衡方程

列平衡方程:

dA

dAcos

dAsin

§8-2平面应力状态下任意斜截面上的应力

三、任意斜截面上的应力

利用三角函数公式

§8-2平面应力状态下任意斜截面上的应力

由切应力互等定理:

低碳钢

铸铁

例:讨论圆轴扭转时的应力状态,并分析低碳钢、铸铁试件受扭时的破坏现象。

解:

纯剪切应力状态:

则=0°时,

即横截面上切应力最大

0°=max=

结论:低碳钢试件受扭破坏时,沿最大切应力作用面(即横截面)断开。

=±45°时,

即45°斜截面上只有正应力,无切应力

±45°=0

当=45时,

当=45时,

结论:铸铁试件受扭破坏时,沿最大拉应力作用面

(即45°螺旋面)断开。

纯剪切应力状态:

例:如图所示单元体,求a斜面的应力。

(单位:MPa)

300

40

50

60

解:

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