失效分析-Shi.ppt

 用简单拉伸实验确定，从(8)式： 得到： 用纯剪切实验确定，从(8)式： 在平面应力状态：?3＝0 ? 形状改变比能准则(Mises’s Criterion) 无论材料处于什么应力状态,只要发生屈服,都是由于微元的形状改变比能达到了一个共同的极限值。 几种常用的强度 设计准则 第12章 强度失效分析与设计准则 ? 屈服准则(Criteria of Yield) ? 形状改变比能准则 ?1 ?2 ?3 ?= ?s 几种常用的强度 设计准则 第12章 强度失效分析与设计准则 ? 形状改变比能准则 失效判据 设计准则 几种常用的强度 设计准则 第12章 强度失效分析与设计准则 几种常用的强度 设计准则 ? 屈服准则 ? 最大切应力准则 ? 形状改变比能准则 ? 断裂准则 ? 无裂纹体的断裂准则—最大拉应力准则 ? 带裂纹体的断裂准则— 线性断裂力学准则 ? 莫尔准则 ? 应用举例 第12章 强度失效分析与设计准则 ? 断裂准则(Criteria of Fracture) ? 断裂准则(Criteria of Fracture) ? 无裂纹体的断裂准则—最大拉应力准则 (Maximum Tensile-Stress Criterion) 无论材料处于什么应力状态,只要生 脆性断裂,都是由于微元内的最大拉应 力达到了一个共同的极限值。 几种常用的强度 设计准则 第12章 强度失效分析与设计准则 强度指标(失效应力) 韧性材料 σo＝σS 脆性材料 σo＝σb 韧性指标 单向应力状态下 材料的力学行为 脆性材料 韧性金属材料 －延伸率 第12章 强度失效分析与设计准则 单向应力状态下 材料的力学行为 ? 卸载与重新加载行为 卸载 第12章 强度失效分析与设计准则 单向应力状态下 材料的力学行为 ? 卸载与再加载行为 再加载 第12章 强度失效分析与设计准则 单向应力状态下 材料的力学行为 ? 单向压缩应力状态下 材料的力学行为 第12章 强度失效分析与设计准则 单向应力状态下 材料的力学行为 第12章 强度失效分析与设计准则 ? 单向压缩应力状态下 材料的力学行为 ? 单向应力状态下 材料的失效判据 单向应力状态下 材料的力学行为 韧性材料 脆性材料 ?max= ??= ?b ?max= ??= ?s 第12章 强度失效分析与设计准则 第12章 强度失效分析与设计准则 ? 屈服准则(Criteria of Yield) 偏应力张量及其不变量 基本假设：在静水压力作用下， 应力与应变服从弹性规律，材料 不会屈服。(?1=?2=?3) 因此可将应力分成两部分： 一部分是平均正应力，不产生屈服变形； 另一部分是与屈服变形有关的应力。 第一部分是平均正应力： 第二部分是偏应力张量： 或写成 写成张量形式： 偏应力张量是对称张量，它的主轴 方向与主应力方向一致，其主值为： 它们也满足三次代数方程式： 其中： 屈服条件和屈服曲面 简单应力状态（单轴）： 弹性状态极限为?s，用屈服点表示 平面应力状态（双轴）： 弹性状态极限为？，可能用屈服曲线表示 复杂（空间）应力状态（三轴）： 弹性状态极限为？，可能用屈服曲面表示 复杂应力状态 1. 假设材料是各向同性的，屈服条件与坐标轴的 选取无关，屈服条件表示为应力不变量的函数： 一般情况：屈服条件用F (?ij ) = 0，为空间一个曲面， 当?ij位于曲面之内时F0，材料处于弹性阶段，当?ij 位于曲面之上时F＝0，材料开始屈服进入塑性阶段。 简化情况： 2. 假设在静水压力作用下，材料不会屈服， 屈服条件表示为偏应力不变量的函数： 3. 由于J’1 = 0，(12)式的变量变为2个， 屈服条件表示为两个偏应力不变量的函数： 主应力空间 对 ? 平面的研究 两个常用的 屈服条件 ? 屈服准则(Criteria of Yield) ? 最大切应力准则 (Tresca’s Criterion)  无论材料处于什么应力状态,只要发生屈服,都是由于微元内的最大切应力达到了某一共同的极限值。 几种常用的强度 设计准则 第12章 强度失效分析与设计准则