关于材料力学应力公式中应力的一点思考

材料力学复习思考题
1.工程上许用应力的选择对塑性和脆性材料有何不同之处?简述其依据。
答:脆性材料在发生小变形之前就已经发生了断裂破坏了,因此脆性材料许用应力的选择主要以强度极限为依据。而塑性材料在破坏之前先到达屈服阶段,发生塑性变形,材料的尺寸和大小已经发生了变形,不能保持原有的尺寸和大小,此时我们认为材料已经不能正常工作了,因此对于塑性材料许用应力的选择主要以屈服极限为依据。
2.在设计构件时,为何塑性材料可取较小的安全系数,而脆性材料反之?静载时应力集中是对塑性材料及脆性材料而言哪个影响更大?
答:在许用应力的定义式里面,取极限应力的n分之一为许用应力。n就为安全系数。一方面,脆性材料的破坏以断裂为主,而塑性材料的失效是在屈服阶段发生明显的塑性变形,在破坏之前还有屈服阶段作为缓冲,两者的危险程度显然不同。另一方面,脆性材料的强度指标的分散性也较大,因此有必要给脆性材料多一点强度储备。
应力集中是由杆截面骤然变化或几何外形局部不规则而引起的应力局部增大的现象。对于脆性材料而言,其破坏是瞬时发生的断裂。应力集中在局部应力的最大值达到强度极限前都一直保持着,因此对于脆性材料来说,应力集中要予以考虑。而对于塑性材料而言,应力集中几乎对塑性材料的强度没有影响,因此可以不予以考虑。所以静载时应力集中对脆性材料影响更大。
3.以低碳钢为例,指出塑性材料“应力-应变曲线”的典型特征。为何工程上大理石、铸铁等脆性材料常作为受压构件使用?
低碳钢单向拉伸的主要变形阶段可以分为四个,分别是:弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、局部变形阶段。
各个阶段的特征
弹性阶段:试样的变形完全是弹性的,卸除荷载后试样将会恢复原长………………
………………and so on
作为塑性材料的典例,低碳钢压缩时的弹性模量E和屈服极限基本跟拉伸时的一样。当受压到达屈服阶段时,线应变持续增大,构件越压越扁,不会被压断,没有强度极限。所以抗压性能不好,发生塑性变形后构件不能保持原有的尺寸和形状,此时我们认为构件已经不能正常工作了。
与塑性材料不同,大理石和铸铁等脆性材料的应力应变曲线如下图:
铸铁在压缩时的强度极限和伸长率都比拉伸时要大得多,所以铸铁和大理石的抗压性能比抗拉性能要好,因此脆性材料常作为受压构件使用。
第十一章 材料的力学性能
定义:材料在长时间的恒温、恒荷载的作用下缓慢发生塑性变形的现象。由蠕变引起的断裂称为蠕变断裂。蠕变断裂可以由损伤产生断裂或者原有缺陷上主裂纹扩展。
金属或陶瓷的蠕变曲线
金属或陶瓷的蠕变可以分为三个阶段:
阶段1:AB段,减速蠕变(又称为过渡蠕变阶段)
阶段2:BC段,恒速蠕变(又称为稳态蠕变阶段)
阶段3:CD段,加速蠕变(又称为失稳蠕变阶段)
高分子比起金属和陶瓷来说,因为有粘弹性,所以高分子的蠕变和金属或陶瓷不同。同样也有三个阶段。
阶段1:AB段,可逆变形阶段,这个阶段是弹性变形阶段,应力与应变成正比。
阶段2:BC段,推迟的弹性变形阶段,这个阶段也称为高弹性变性阶段。
阶段3:CD段,不可逆变形阶段,在这个阶段,以恒定的小应变速率发生塑性变形,到后面发生缩颈现象,产生蠕变断裂。
小笔记:蠕变跟温度和应力有关系
当减小应力或者降低温度,BC段会有所延长,甚至CD段不出现。
当增大应力或者上升温度,BC段会缩短,甚至消失,试样经过减速蠕变之后立即进入不可逆变形阶段而断裂。
弹性变形引起的蠕变在荷载去除之后可以恢复原有的尺寸和大小,称为蠕变回复。这是高分子材料与其他材料的不同点之一。
2.蠕变的性能指标
1.蠕变极限:材料对于高温蠕变变形的抵抗能力,是选用高温材料、设计高温服役构件的重要依据之一。(蠕变极限:在一定的温度下和规定的时间里,使构件产生规定的蠕变应变的最大应力)
2.持久强度:在一定的温度下和规定的时间里,材料不发生蠕变断裂的最大应力。(长时间测量)
3.松弛稳定性:在材料恒定应变的前提下,随着时间延长,材料的应力逐渐下降的现象称为应力松弛。材料抵抗应力松弛的能力称为松弛稳定性。
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弯曲的程度 比如弯曲1mm 可能你感觉不到 这样你就会认为不弯曲了 给你一个弯曲的公式 这样你自己简单算一下就好了 w=-5qL^4/384EI E是材料的刚度 和材料有关的...弯曲的,同样的正方形也不要存在斜弯曲,但是由于他的Wz,Wy还要把荷载分解后重新组合计算,所以这个公式依然适合,综上:呵呵,只有圆形截面不能啦。圆形截面的最大正应力直... 合力:F1=∫(0→4)2000dx=8000N 端点反力:F=F1/2=4000N 最大力矩在中间,为:M=4000×2-∫(0→2)(2000x)dx=4000 σ=My/I=4000×h/2/((bh&#179...。 弯曲度切应力[τ]≥τ=Fs×S*/Iz×b 其中Fs为剪切力,s*要求剪应力处画一水平线,水... b为矩形的宽度。描述的不太准确的地方请查材料力学课本,刘鸿文的材料力学课本。BD杆上部手拉是拉应力。下部受压是压应力、AC杆上部受压,压应力。下部拉应力,CB杆之间有一个反弯点,反弯点到C上部受压,下部受拉,反弯点到B点上部受拉,下部受压这是静定问题,用不着弹性模量。也是第一次看到铸铁的弹性模量,很少有书说到它的弹性模量,因为铸铁材料的拉压性能不一样,并且非线性很强烈,怎么定义拉压弹性模量还是问...拉弯或压弯组合。中性轴是正应力为零的线。 结果肯定是一样的。 惯性矩I可以做加减法,因为惯性矩I是积分求出来的,积分就是个加减法的问题。 但是截面模量W不可以做加减法,因为截面模量是惯性矩除以计算点到截面... 弯曲剪应力对变形有影响,只是很小,工程上能接受,本来整个材料力学就是各种近似替换,你求的变形不也是个近似值,所以只要不影响大局统统可以丢掉?(???????)? 弯曲正应力大小与材料弹性常数无关,只与弯矩的大小和梁的横截面有关
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本书在原《材料力学》(宋子康、蔡文安编)基础上改编而成。内容包括轴向拉压、剪切、扭转、弯曲、应力状态分析、强度理论、组合变形、能量法、压杆稳定、动载荷和疲劳强度。各章均附有思考题和习题。附录部分介绍了平面图形几何性质和应变分析,还提供了型钢表(包括H钢)。
本书可作为高等院校土建类、机械类多学时材料力学课程的教材,也可作为教学及工程技术人员的参考书。
材料力学的任务
变形固体的物性假设小变形前提
工程构件分类圣维南原理
杆件基本变形
轴向拉伸和压缩
轴向拉伸与压缩概念和工程实例
横截面上的内力
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轴向拉压杆的变形节点位移
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轴向拉压杆系的超静定问题
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梁变形的基本概念转角和挠度
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积分法计算梁的变形
叠加法计算梁的变形
第五节 梁的刚度条件
简单超静定梁
应力状态分析强度理论一
应力状态的概念
平面应力的应力状态分析――数解法
平面应力的应力状态分析――图解法(应力圆)
空间应力的应力状态分析一点的最大应力
广义胡克定律
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四个经典强度理论莫尔强度理论
组合变形概念和工程实例
第二节 斜弯曲
轴向拉伸(压缩)与弯曲组合偏心拉伸(压缩)
弯扭组合变形
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压杆的稳定概念
细长压杆临界压力的欧拉公式
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临界应力总图
压杆的稳定计算
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SN曲线和材料的疲劳极限
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对称循环下构件的疲劳强度计算
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平面应力条件下的应变分析
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热轧等边角钢(GB/T)
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