雨夜 发表于 2016-6-17 15:43

关于四大强度理论

  1、最大拉应力理论(第一强度理论)(材料脆性断裂的强度理论):
  这一理论认为引起材料脆性断裂破坏的因素是最大拉应力,无论什么应力状态,只要构件内一点处的最大拉应力σ1达到单向应力状态下的极限应力σb,材料就要发生脆性断裂。于是危险点处于复杂应力状态的构件发生脆性断裂破坏的条件是:
  σ1=σb。σb/s=[σ]
  所以按第一强度理论建立的强度条件为:
  σ1≤[σ]。

  2、最大伸长线应变理论(第二强度理论)(材料塑性屈服的强度理论):
  这一理论认为最大伸长线应变是引起断裂的主要因素,无论什么应力状态,只要最大伸长线应变ε1达到单向应力状态下的极限值εu,材料就要发生脆性断裂破坏。
  εu=σb/E;ε1=σb/E。由广义虎克定律得:
  ε1=[σ1-u(σ2+σ3)]/E
  所以σ1-u(σ2+σ3)=σb。
  按第二强度理论建立的强度条件为:
  σ1-u(σ2+σ3)≤[σ]。

  3、最大切应力理论(第三强度理论):
  这一理论认为最大切应力是引起屈服的主要因素,无论什么应力状态,只要最大切应力τmax达到单向应力状态下的极限切应力τ0,材料就要发生屈服破坏。
  τmax=τ0。
  依轴向拉伸斜截面上的应力公式可知τ0=σs/2(σs——横截面上的正应力)
  由公式得:τmax=τ1s=(σ1-σ3)/2。
  所以破坏条件改写为σ1-σ3=σs。
  按第三强度理论的强度条件为:σ1-σ3≤[σ]。

  4、形状改变比能理论(第四强度理论)(最大歪形能理论):
  这一理论认为形状改变比能是引起材料屈服破坏的主要因素,无论什么应力
  状态,只要构件内一点处的形状改变比能达到单向应力状态下的极限值,材料就要发生屈服破坏。
  发生塑性破坏的条件为:
  所以按第四强度理论的强度条件为:sqrt(σ1^2+σ2^2+σ3^2-σ1σ2-σ2σ3-σ3σ1)<[σ]
  Von mise应力
  Von Mises 应力是基于剪切应变能的一种等效应力其值为(((a1-a2)^2+(a2-a3)^2+(a3-a1)^2)/2)^0.5 其中a1,a2,a3分别指第一、二、三主应力, ^2表示平方,^0.5表示开方。 是啊!一般书上都有!等效应力,数值于屈服应力一样 其大概的含义是当单元体的形状改变比能达到一定程度,材料开始屈服。
  随便看本塑性力学入门书都有! 后处理节点应力中x,y,z方向应力和第一、二、三主应力就不介绍了,stress intensity(应力强度),是由第三强度理论得到的当量应力,其值为第一主应力减去第三主应力。Von Mises是一种屈服准则,屈服准则的值我们通常叫等效应力。

  Ansys后处理中"Von Mises Stress"我们习惯称Mises等效应力,它遵循材料力学第四强度理论(形状改变比能理论)。

  第三强度理论认为最大剪应力是引起流动破坏的主要原因,如低碳钢拉伸时在与轴线成45度的截面上发生最大剪应力,材料沿着这个平面发生滑移,出现滑移线。这一理论比较好的解释了塑性材料出现塑性变形的现象。形式简单,但结果偏于安全。第四强度理论认为形状改变比能是引起材料流动破坏的主要原因。结果更符合实际。 一般脆性材料,铸铁、石料、混凝土,多用第一强度理论。考察绝对值最大的主应力。

  一般材料在外力作用下产生塑性变形,以流动形式破坏时,应该采用第三或第四强度理论。压力容器上用第三强度理论(安全第一),其它多用第四强度理论。 von mises等效应力就是一维屈服应力在多轴应力状态下的邓小表达,一维单轴问题处理一条曲线,那么一个屈服点就可以定义屈服行为,而多轴应力状态,有多个应力分量,问题复杂了,实在6个应力分量空间下问题,所以必须寻找一个等效量来模拟一维问题。


转自:http://blog.sina.com.cn/s/blog_6a8c6dbb0100m8bg.html

wcykobe 发表于 2016-6-22 09:38

谢谢讲解!!

jytan 发表于 2016-7-14 21:00

这个帖子不错,正好需要,经常为为适用哪一个强度理论而纠结。

sovereign 发表于 2016-7-15 09:34

jytan 发表于 2016-7-14 21:00
这个帖子不错,正好需要,经常为为适用哪一个强度理论而纠结。

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