强度理论简介

二维码

不同类型的材料因强度不足引起的失效现象不尽相同。根据2.5节的讨论,塑性材料(如低碳钢)以发生屈服现象,出现塑性变形为失效标志;脆性材料(如铸铁)以突然断裂为失效标志。在单向受力情况下,出现塑性变形时的屈服极限σs和发生断裂时的强度极限σb可由试验来测定,可把σs和σb统称为失效应力。以安全因素除失效应力便得许用应力[σ],从而可建立强度条件

可见,在单向应力状态下,失效状态和强度条件都是以试验为基础的。

在工程实际中大多数构件的危险点都处于复杂应力状态,进行复杂应力状态下的试验,要比单向拉伸或压缩困难得多。况且,复杂应力状态下单元体的应力组合的方式和比值有各种可能,由于技术上的困难和工作的繁重,要对这些组合一一试验,确定失效应力,建立强度条件是不现实的。因此,解决此类问题的方法通常是依据部分试验结果,经过判断、推理,提出一些假说,推测材料破坏的原因,从而建立强度条件。(www.xing528.com)

大量的关于材料失效的试验结果以及工程构件强度失效的实例表明,尽管材料失效的现象比较复杂,但是经过归纳总结可得由于强度不足引起的失效现象主要是屈服和断裂两种类型。人们经过长期的生产实践和科学研究,针对这两类破坏,提出了不少假说。一些假说认为材料之所以破坏,是由某一特定因素(应力、应变或应变能)引起的。按照这类假说,对同一种材料,无论是处于简单还是复杂应力状态,破坏的原因是相同的,亦即造成材料失效的原因与应力状态无关。于是便可利用单向应力状态下的试验结果,去建立复杂应力状态下的强度条件。这类假说称为强度理论。至于这些假说是否正确及适用情况如何,则必须由生产实践来检验。

下面介绍4种常用的强度理论和莫尔强度理论,它们都是常温、静载下的强度理论,适用于均匀、连续、各向同性材料。当然,强度理论远不止这几种。而且,现有的强度理论还不能说已经圆满地解决了各种强度问题,仍有待发展。