四个强度理论的比较

2017-03-02 by:CAE仿真在线来源:互联网

名称	最大拉应力理论第一强度理论	最大伸长线应变理论第二强度理论	最大剪应力理论第三强度理论	形状改变比能理论第四强度理论
理论根据	当作用在构件上的外力过大时,其危险点处的材料就会沿最大拉应力所在截面发生脆断破坏	当作用在构件上的外力过大时,其危险点处的材料就会沿最大伸长线应变的方向发生脆断破坏	当作用在构件上的外力过大时,其危险点处的材料就会沿最大剪应力所在截面滑移而发生屈服破坏
对材料破坏原因的假设	最大拉应力s1是引起材料脆断破坏的因素;也就是认为不论在什么样的应力状态下,只要构件内一点处的三个主应力中最大的拉应力s1到达材料的极限值sjx,材料就会发生脆断破坏	最大伸长线应变e1是引起材料脆断破坏的因素;也就是认为不论在什么样的应力状态下,只要构件内一点处的最大伸长线应变e1到达了材料的极限值ejx,材料就会发生脆断破坏	最大剪应力tmax是引起材料屈服破坏的因素;也就是认为不管在什么样的应力状态下,只要构件内一点处的最大剪应力tmax达到材料的极限值tjx,该点处的材料就会发生屈服破坏	形状改变比能md是引起材料屈服破坏的因素;也就是说不论在什么样的复杂应力状态下,只要构件内一点处的形状改变比能达到材料的极限值md jx,该点处的材料就会发生屈服破坏
材料极限值	获得方法	通过任意一种使试件发生破坏的试验来确定	通过任意一种使试件发生脆断破坏的试验来确定	通过任意一种使试件发生屈服破坏的试验来确定
表示	极限应力sjx 由简单的拉伸试验知 sjx=sb	极限应变ejx 由单向拉伸试件在拉断时其横截面上的正应力sjx决定 ejx=sjx/E	极限剪应力tjx 由单向拉伸试验知 tjx=ss/2 ss为材料的屈服极限	极限形状改变比能md jx 在简单拉伸条件下因 s1=ss,s2=s3=0 md jx=
材料破坏条件	脆断破坏 s1=sb(a)	脆断破坏 e1=ejx=sjx/E(b)	屈服破坏 tmax=tjx=ss/2(c)	屈服破坏 md=md jx
强度条件	s1≤[s](1-59) [s]由b除以安全系数得到公式中的s1必须为拉应力	[s1-m(s2+s3)]≤[s] (1-60) [s]由sjx除以安全系数得到	(s1-s3)≤[s](1-61) [s]由ss除以安全系数得到
说明	该理论在17世纪就已提出,是最早的强度理论; 此理论基本上能正确反映出某些脆性材料的强度特性。用铸铁圆筒作试验,使其承受内压并另加轴向拉力,其试验结果与最大拉应力理论符合得较好。所以这一理论可用于承受拉应力的某些脆性金属,例如铸铁。	用铸铁制成的薄壁圆管试件在静载荷的内压、轴向拉(压)以及扭转的外力矩联合作用下进行的试验表明,第二强度理论并不比第一强度理论更符合试验结果。工程实际中更多地采用第一强度理论。	这一理论的缺点是没有考虑中间主应力s2对材料屈服的影响	从公式可以看出,公式右边的三个主应力之差分别为三个最大剪应力的两倍,因此,第四强度理论从物理本质上讲,也可归类于剪切型的强度理论。