四個強度理論的比較

2017-03-02 by:CAE仿真在線來源:互聯網

名稱	最大拉應力理論第一強度理論	最大伸長線應變理論第二強度理論	最大剪應力理論第三強度理論	形狀改變比能理論第四強度理論
理論根據	當作用在構件上的外力過大時,其危險點處的材料就會沿最大拉應力所在截面發生脆斷破壞	當作用在構件上的外力過大時,其危險點處的材料就會沿最大伸長線應變的方向發生脆斷破壞	當作用在構件上的外力過大時,其危險點處的材料就會沿最大剪應力所在截面滑移而發生屈服破壞
對材料破壞原因的假設	最大拉應力s1是引起材料脆斷破壞的因素;也就是認為不論在什么樣的應力狀態下,只要構件內一點處的三個主應力中最大的拉應力s1到達材料的極限值sjx,材料就會發生脆斷破壞	最大伸長線應變e1是引起材料脆斷破壞的因素;也就是認為不論在什么樣的應力狀態下,只要構件內一點處的最大伸長線應變e1到達了材料的極限值ejx,材料就會發生脆斷破壞	最大剪應力tmax是引起材料屈服破壞的因素;也就是認為不管在什么樣的應力狀態下,只要構件內一點處的最大剪應力tmax達到材料的極限值tjx,該點處的材料就會發生屈服破壞	形狀改變比能md是引起材料屈服破壞的因素;也就是說不論在什么樣的復雜應力狀態下,只要構件內一點處的形狀改變比能達到材料的極限值md jx,該點處的材料就會發生屈服破壞
材料極限值	獲得方法	通過任意一種使試件發生破壞的試驗來確定	通過任意一種使試件發生脆斷破壞的試驗來確定	通過任意一種使試件發生屈服破壞的試驗來確定
表示	極限應力sjx 由簡單的拉伸試驗知 sjx=sb	極限應變ejx 由單向拉伸試件在拉斷時其橫截面上的正應力sjx決定 ejx=sjx/E	極限剪應力tjx 由單向拉伸試驗知 tjx=ss/2 ss為材料的屈服極限	極限形狀改變比能md jx 在簡單拉伸條件下因 s1=ss,s2=s3=0 md jx=
材料破壞條件	脆斷破壞 s1=sb(a)	脆斷破壞 e1=ejx=sjx/E(b)	屈服破壞 tmax=tjx=ss/2(c)	屈服破壞 md=md jx
強度條件	s1≤[s](1-59) [s]由b除以安全系數得到公式中的s1必須為拉應力	[s1-m(s2+s3)]≤[s] (1-60) [s]由sjx除以安全系數得到	(s1-s3)≤[s](1-61) [s]由ss除以安全系數得到
說明	該理論在17世紀就已提出,是最早的強度理論; 此理論基本上能正確反映出某些脆性材料的強度特性。用鑄鐵圓筒作試驗,使其承受內壓并另加軸向拉力,其試驗結果與最大拉應力理論符合得較好。所以這一理論可用于承受拉應力的某些脆性金屬,例如鑄鐵。	用鑄鐵制成的薄壁圓管試件在靜載荷的內壓、軸向拉(壓)以及扭轉的外力矩聯合作用下進行的試驗表明,第二強度理論并不比第一強度理論更符合試驗結果。工程實際中更多地采用第一強度理論。	這一理論的缺點是沒有考慮中間主應力s2對材料屈服的影響	從公式可以看出,公式右邊的三個主應力之差分別為三個最大剪應力的兩倍,因此,第四強度理論從物理本質上講,也可歸類于剪切型的強度理論。