强度理论是判断材料在复杂应力状态下是否破坏的理论。材料在外力作用下有两种不同的破坏形式:一是在不发生显著塑性变形时的突然断裂,称为脆性破坏;二是因发生显著塑性变形而不能继续承载的破坏,称为塑性破坏。
一、常用理论
有以下几种:
第一强度理论
第一强度理论又称为最大拉应力理论,其表述是材料发生断裂是由最大拉应力引起,即最大拉应力达到某一极限值时材料发生断裂。
在简单拉伸试验中,三个主应力有两个是零,最大主应力就是试件横截面上该点的应力,当这个应力达到材料的极限强度σb时,试件就断裂。因此,根据此强度理论,通过简单拉伸试验,可知材料的极限应力就是σb。于是在复杂应力状态下,材料的破坏条件是
σ1=σb (a)
考虑安全系数以后的强度条件是
σ1≤[σ] (1-59)
需指出的是:上式中的σ1必须为拉应力。在没有拉应力的三向压缩应力状态下,显然是不能采用第一强度理论来建立强度条件的。
第一强度理论适用于脆性材料,且最大拉应力大于或等于最大压应力(值绝对值)的情形。
第二强度理论
第二强度理论 又称最大伸长线应变理论。它是根据 J.-V.彭赛列的最大应变理论改进而成的。主要适用于脆性材料。它假定,无论材料内一点的应力状态如何,只要材料内该点的最大伸长应变ε1达到了单向拉伸断裂时最大伸长应变的极限值εi,材料就发生断裂破坏,其破坏条件为:
ε1≥εi (εi>0)。
对于三向应力状态,式中σ1、σ2和σ3为危险点由大到小的三个主应力;E、为材料的弹性模量和泊松比(见材料的力学性能)。
第二强度理论适用于脆性材料,且最大压应力的绝对值大于最大拉应力的情形。
第三强度理论
第三强度理论 又称最大剪应力理论或特雷斯卡屈服准则。法国的C.-A. de库仑于1773年,H.特雷斯卡 于1868年分别提出和研究过这一理论。该理论假定,最大剪应力是引起材料屈服的原因,即不论在什么样的应力状态下,只要材料内某处的最大剪应力τmax达到了单向拉伸屈服时剪应力的极限值τy,材料就在该处出现显著塑性变形或屈服。由于 , 所以这个理论的塑性破坏条件为:
σ1-σ3≥σy,
式中σy是屈服正应力。
第四强度理论 莫尔强度理论
第四强度理论 又称最大形状改变比能理论。它是波兰的M. T.胡贝尔于1904年从总应变能理论改进而来的。德国的R. von米泽斯于1913年,美国的H.亨奇于1925年都对这一理论作过进一步的研究和阐述。该理论适用于塑性材料。
二、相关应用
断裂失效
第一、二强度理论(脆性材料的单、二向应力状态,塑性材料的三向应力状态)
屈服失效
第三、四强度理论(脆性材料的三向应力状态,塑性材料的单、二向应力状态)
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式(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
脆性材料的二向或三向应力状态且压应力很大(大于最大拉应力)的情况。
2、局限
只与极少数的脆性材料在某些受力形式下的实验结果相吻合。
第三理论的应用和局限
1、应用
材料的屈服失效形式。
2、局限
没考虑σ2对材料的破坏影响,计算结果偏于安全。
第四理论的应用和局限
1、应用
材料的屈服失效形势。
2、局限
与第三强度理论相比更符合实际,但公式较复杂。
在国内有很多的学生才决定了去德国留学之后,在网上了解到如果想要去德国留学的话,必须要具备德语能力。那么你知道去德国留学需要学习德语吗?事实上,对于很多第1次去德国留学的学生的时候,都会有这样的疑问...
2020-03-30 10:59:56
我相信每一个留学生出国留学的目的就是为了之后的就业问题。有越来越多的学生选择去澳洲留学,最主要的原因就是因为国内的就业压力太大了,所以说学生们为了增加自身的竞争力,就选择去澳大利亚留学。每个留学生...
2020-09-19 13:59:24
对于每一个想要出国留学的学生来说,大家最重视的或者是不可忽视的,就是费用这方面的问题,在最近这几年当中,有很多的学生就选择在高考之后去国外留学,那么你知道高考之后去国外留学的费用是多少吗?接下来就...
2020-09-22 21:14:18
一、优势 1,无培训费和低生活费用 2,学历认可度特别高 3,会法语和英文双语版就是你的独到之处,双语版优秀人才 4,位于欧洲地区,度假旅游便捷,欧盟国家一家 5,法国和国内的关联 6,学生就业优...
2021-09-10 17:51:00
一、报名日本的大学,可以将高考分数做为参照 尽管我国的高考分数针对日本的大学的录取结果沒有危害,可是我们可以依据现阶段赴日留学生的入学情况,统计分析出不一样按段的高考分数可以进到哪一类的日本的大...
2021-12-04 17:27:00
办理日本留学签证需要掌握哪些技巧 近年来申请日本留学的学生一直都很多,而留学签证办理也是很多人现在在关注的。 一、签证办理技巧 1、提高语言能力 签证官会用日语问申请人一些关...
2021-12-22 13:19:00