材料力学第六版PPT-第七章 应力和应变分析 强度理论
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材料力学第七章应力状态和强度理论
2
x y 2 a 0 2
x y x y 2
x y
2
) x
2
2
例题1: 已知:单元体各侧面应力 x=60MPa,
求: (1) = - 450斜截面上的应力,(2)主应力和主平面
dA
y
x y
2
sin 2 xy cos2
y
yx
应力圆
y
1 R 2
x
y
2
4 2 xy
x
yx xy x
y
R c
x y
2
2
x
xy
x´
dA
yx
y´
y
x y 1 2 2 2
40
x y
2 0.431MPa
sin( 80 ) xy cos(80 )
C
C
C
例题3：已知梁上的M、Q，试用单元体表示截面上1、2、
3、4点的应力状态。
1
2 0
2
1点 2点
1 2 0 3
3Q ＝ 2A
M x Wz
2 xy
x y
2 20.6 0.69 60 0
17.2
x y
2 (
6.4MPa
2 34.4
max(min)
x
17.20
x y
2
) xy
2
2
x
66.4MPa
60 0 60 0 2 ( ) 20.6 2 2 2 66.4(6.4) MPa
x y 2 a 0 2
x y x y 2
x y
2
) x
2
2
例题1: 已知:单元体各侧面应力 x=60MPa,
求: (1) = - 450斜截面上的应力,(2)主应力和主平面
dA
y
x y
2
sin 2 xy cos2
y
yx
应力圆
y
1 R 2
x
y
2
4 2 xy
x
yx xy x
y
R c
x y
2
2
x
xy
x´
dA
yx
y´
y
x y 1 2 2 2
40
x y
2 0.431MPa
sin( 80 ) xy cos(80 )
C
C
C
例题3：已知梁上的M、Q，试用单元体表示截面上1、2、
3、4点的应力状态。
1
2 0
2
1点 2点
1 2 0 3
3Q ＝ 2A
M x Wz
2 xy
x y
2 20.6 0.69 60 0
17.2
x y
2 (
6.4MPa
2 34.4
max(min)
x
17.20
x y
2
) xy
2
2
x
66.4MPa
60 0 60 0 2 ( ) 20.6 2 2 2 66.4(6.4) MPa
材料力学课件第7章 应力、应变分析及强度理论
第7章 应力、应变
分析及强度理论
1
太原科技大学应用科学学院
第7章 应力、应变分析及强度理论
7.1 应力状态的概念 7.2 应力状态的实例 7.3 二向应力状态分析——解析法 7.4 二向应力状态分析——图解法 7.5 三向应力状态 7.7 广义胡克定律 7.8 复杂应力状态下的应变能密度 7.9 强度理论概述 7.10 四种常用强度理论
xy
a
dA
yx
y
t
F 0
t
dA xy (dAcos ) cos x (dAcos ) sin yx (dAsin ) sin y (dAsin ) cos 0
15
目录
太原科技大学应用科学学院
7.3 二向应力状态分析——解析法
例题2 分析轴向拉伸杆件的最大切应力的作用面，说 明低碳钢拉伸时发生屈服的主要原因。 低碳钢拉伸时，其上任意一点都是单向应力状态
x
x y
x
2
x
2
x y
2
cos 2 xy sin 2
45
45
0
2 x y 2 sin 2
x y 2 2
28
2
x y 2 xy 2
太原科技大学应用科学学院
2
7.4 二向应力状态分析——图解法
x y 2 观察方程 2
2
x y 2 xy 2
1 2 3
该单元体称为主应力单元体。
8
太原科技大学应用科学学院
7.1 应力状态的概念
分析及强度理论
1
太原科技大学应用科学学院
第7章 应力、应变分析及强度理论
7.1 应力状态的概念 7.2 应力状态的实例 7.3 二向应力状态分析——解析法 7.4 二向应力状态分析——图解法 7.5 三向应力状态 7.7 广义胡克定律 7.8 复杂应力状态下的应变能密度 7.9 强度理论概述 7.10 四种常用强度理论
xy
a
dA
yx
y
t
F 0
t
dA xy (dAcos ) cos x (dAcos ) sin yx (dAsin ) sin y (dAsin ) cos 0
15
目录
太原科技大学应用科学学院
7.3 二向应力状态分析——解析法
例题2 分析轴向拉伸杆件的最大切应力的作用面，说 明低碳钢拉伸时发生屈服的主要原因。 低碳钢拉伸时，其上任意一点都是单向应力状态
x
x y
x
2
x
2
x y
2
cos 2 xy sin 2
45
45
0
2 x y 2 sin 2
x y 2 2
28
2
x y 2 xy 2
太原科技大学应用科学学院
2
7.4 二向应力状态分析——图解法
x y 2 观察方程 2
2
x y 2 xy 2
1 2 3
该单元体称为主应力单元体。
8
太原科技大学应用科学学院
7.1 应力状态的概念
ch7应力和应变分析强度理论 山东建筑大学材料力学课件
2
§7. 1 应力状态概述
1.引言： 铸铁与低碳钢的拉、压、扭试验现象是怎样产生的？
P 铸铁拉伸 M 低碳钢
铸铁压缩 P
铸铁
P
3
知识回顾： （1） 拉杆截面应力分析
n
m
F
F
横截面上应力分析 F
m
n
σ FN A
斜截面上应力分析 F
4
知识回顾： （2）受扭圆轴横截面应力分析
m
M
M
m 横截面上应力分析
cos 2
39
二向应力状态分析——解析法
3. 正应力极值和方向
确定正应力极值
1 2
(
x
y ) sin 2
xy
cos 2
正应力极值就是主应力！！
1 2
(
x
y)
1 2
(
x
y ) cos 2
xy
sin 2
d d
( x y ) sin 2 2 xy cos 2
设α＝ α 0 时，上式值为零，即
20
2xy x
y
60 0.6
60 40
代入 表达式可知
0 15.5, 0 15.5 90 105.5
主应力 1 方向： 0 15.5
主应力 3 方向： 0 105.5
47
二向应力状态分析——解析法
1 68.3MPa, 3 48.3MPa, 0 15.5
y xy
x
（3）主应力单元体：
dA
dA
yx dAsin
x
a
a
x
dA
y
y
使微元顺时针方向转动为正；反之为负。
角： 由x 轴正向逆时针转到斜截面外法线时为正；
§7. 1 应力状态概述
1.引言： 铸铁与低碳钢的拉、压、扭试验现象是怎样产生的？
P 铸铁拉伸 M 低碳钢
铸铁压缩 P
铸铁
P
3
知识回顾： （1） 拉杆截面应力分析
n
m
F
F
横截面上应力分析 F
m
n
σ FN A
斜截面上应力分析 F
4
知识回顾： （2）受扭圆轴横截面应力分析
m
M
M
m 横截面上应力分析
cos 2
39
二向应力状态分析——解析法
3. 正应力极值和方向
确定正应力极值
1 2
(
x
y ) sin 2
xy
cos 2
正应力极值就是主应力！！
1 2
(
x
y)
1 2
(
x
y ) cos 2
xy
sin 2
d d
( x y ) sin 2 2 xy cos 2
设α＝ α 0 时，上式值为零，即
20
2xy x
y
60 0.6
60 40
代入 表达式可知
0 15.5, 0 15.5 90 105.5
主应力 1 方向： 0 15.5
主应力 3 方向： 0 105.5
47
二向应力状态分析——解析法
1 68.3MPa, 3 48.3MPa, 0 15.5
y xy
x
（3）主应力单元体：
dA
dA
yx dAsin
x
a
a
x
dA
y
y
使微元顺时针方向转动为正；反之为负。
角： 由x 轴正向逆时针转到斜截面外法线时为正；
材料力学-第七章-强度理论
脆性断裂,最大拉应力准则
r1 = max= 1 [] 其次确定主应力
ma xx 2y 1 2 xy2 4x 2y 2.2 9 M 8 P
m inx 2y 1 2 xy2 4x 2y 3 .7M 2 P
1＝29.28MPa,2＝3.72MPa, 3＝0
r113M 0 Pa
根据常温静力拉伸和压缩试验,已建立起单向应力状态下的弹 性失效准则;
考虑安全系数后，其强度条件
根据薄壁圆筒扭转实验,可建立起纯剪应力状态下的弹性失 效准则;
考虑安全系数后，强度条件
建立常温静载复杂应力状态下的弹性失效准则: 强度理论的基本思想是:
确认引起材料失效存在共同的力学原因,提出关于这一 共同力学原因的假设;
像铸铁一类脆性材料均具有 bc bt 的性能，
可选择莫尔强度理论。
思考题:把经过冷却的钢质实心球体,放入沸腾的热油锅 中,将引起钢球的爆裂,试分析原因。
答:经过冷却的钢质实心球体,放入沸腾的热油锅中, 钢 球的外部因骤热而迅速膨胀,其内芯受拉且处于三向均 匀拉伸的应力状态因而发生脆性爆裂。
思考题: 水管在寒冬低温条件下,由于管内水结冰引起体 积膨胀,而导致水管爆裂。由作用反作用定律可知,水 管与冰块所受的压力相等,试问为什么冰不破裂,而水管 发生爆裂。
局限性:
1、未考虑 2 的影响，试验证实最大影响达15%。
2、不能解释三向均拉下可能发生断裂的现象, 此准则也称特雷斯卡（Tresca）屈服准则
4. 畸变能密度理论（第四强度理论） 材料发生塑性屈服的主要因素是 畸变能密度;
无论处于什么应力状态,只要危险点处畸变能密度达到 与材料性质有关的某一极限值,材料就发生屈服。
具有屈服极限 s
铸铁拉伸破坏
r1 = max= 1 [] 其次确定主应力
ma xx 2y 1 2 xy2 4x 2y 2.2 9 M 8 P
m inx 2y 1 2 xy2 4x 2y 3 .7M 2 P
1＝29.28MPa,2＝3.72MPa, 3＝0
r113M 0 Pa
根据常温静力拉伸和压缩试验,已建立起单向应力状态下的弹 性失效准则;
考虑安全系数后，其强度条件
根据薄壁圆筒扭转实验,可建立起纯剪应力状态下的弹性失 效准则;
考虑安全系数后，强度条件
建立常温静载复杂应力状态下的弹性失效准则: 强度理论的基本思想是:
确认引起材料失效存在共同的力学原因,提出关于这一 共同力学原因的假设;
像铸铁一类脆性材料均具有 bc bt 的性能，
可选择莫尔强度理论。
思考题:把经过冷却的钢质实心球体,放入沸腾的热油锅 中,将引起钢球的爆裂,试分析原因。
答:经过冷却的钢质实心球体,放入沸腾的热油锅中, 钢 球的外部因骤热而迅速膨胀,其内芯受拉且处于三向均 匀拉伸的应力状态因而发生脆性爆裂。
思考题: 水管在寒冬低温条件下,由于管内水结冰引起体 积膨胀,而导致水管爆裂。由作用反作用定律可知,水 管与冰块所受的压力相等,试问为什么冰不破裂,而水管 发生爆裂。
局限性:
1、未考虑 2 的影响，试验证实最大影响达15%。
2、不能解释三向均拉下可能发生断裂的现象, 此准则也称特雷斯卡（Tresca）屈服准则
4. 畸变能密度理论（第四强度理论） 材料发生塑性屈服的主要因素是 畸变能密度;
无论处于什么应力状态,只要危险点处畸变能密度达到 与材料性质有关的某一极限值,材料就发生屈服。
具有屈服极限 s
铸铁拉伸破坏
材料力学刘鸿文第六版最新课件第七章 应力和应变分析 强度理论
不相同，此即应力的点的概念。
5
7-1 应力状态的概述
直杆拉伸斜截面上的应力
k
F
{ F
p cos cos2
k
F
k p
k
p sin cos sin sin 2
2
直杆拉伸应力分析结果表明：即 使同一点不同方向面上的应力也是各
不相同的，此即应力的面的概念。
6
7-1 应力状态的概述
点的应力状态：
虚线：主压应力迹线 实线：主拉应力迹线
思考：在钢筋混泥土梁中，钢筋怎么放置最佳。 30
内容小结：
（1）根据已知点的应力状态求任意截面的应力。 （2）根据已知点的应力状态求主应力、主平面。 （3）结合前五章内容，掌握梁在拉、压、剪、扭、弯 等状态下，求某点的应力，并计算主应力和主平面。
31
第七章 应力和应变分析
58.3MPa 22
7-3 二向应力状态分析-解析法
（2）主应力、主平面
y xy
max
x
y
2
(
x
y
)2
2 xy
2
68.3MPa
x
min
x
y
2
(
x
y
)2
2 xy
2
48.3MPa
1 68.3MPa, 2 0, 3 48.3MPa
23
7-3 二向应力状态分析-解析法
y
主平面的方位：
2
2sin cos sin2
并注意到 yx xy （切应力互等）
化简得出：
1 2
( x
y)
1 2
(
x
y ) cos 2
xy
sin
2
5
7-1 应力状态的概述
直杆拉伸斜截面上的应力
k
F
{ F
p cos cos2
k
F
k p
k
p sin cos sin sin 2
2
直杆拉伸应力分析结果表明：即 使同一点不同方向面上的应力也是各
不相同的，此即应力的面的概念。
6
7-1 应力状态的概述
点的应力状态：
虚线：主压应力迹线 实线：主拉应力迹线
思考：在钢筋混泥土梁中，钢筋怎么放置最佳。 30
内容小结：
（1）根据已知点的应力状态求任意截面的应力。 （2）根据已知点的应力状态求主应力、主平面。 （3）结合前五章内容，掌握梁在拉、压、剪、扭、弯 等状态下，求某点的应力，并计算主应力和主平面。
31
第七章 应力和应变分析
58.3MPa 22
7-3 二向应力状态分析-解析法
（2）主应力、主平面
y xy
max
x
y
2
(
x
y
)2
2 xy
2
68.3MPa
x
min
x
y
2
(
x
y
)2
2 xy
2
48.3MPa
1 68.3MPa, 2 0, 3 48.3MPa
23
7-3 二向应力状态分析-解析法
y
主平面的方位：
2
2sin cos sin2
并注意到 yx xy （切应力互等）
化简得出：
1 2
( x
y)
1 2
(
x
y ) cos 2
xy
sin
2
材料力学课件第7章 应力状态分析
α+
2
（2）主应力值计算 ） 方法一： 方法一： σ x +σ y σ x −σ y + cos 2α 0 − τ xy sin 2α 0 σ α =
2 2 0 σ x +σ y σ x −σ y π π σ = + cos 2 α 0 + − τ xy sin 2 α 0 + α0 + π 2 2 2 2 2
2τ xy
σ x −σ y
2τ xy 1 可取： 可取： α 0 = arctan − σ −σ 2 x y
1 2τ xy , arctan − σ −σ x y 2
π + 2来自3、主应力： 、主应力： （1）性质： ）性质： ①主应力为各截面上正应力的极值。 主应力为各截面上正应力的极值。
∗ FS Sz τ= bIz
五、主平面、主应力 主平面、 1、主平面 、 •τ= 0的截面 的截面; 的截面 •过一点有三个相 过一点有三个相 互垂直的主平面. 互垂直的主平面 2、主应力 、 •主平面上的正应力 主平面上的正应力; 主平面上的正应力 •表示符号 1 、σ2、σ3（ σ1 ≥σ2≥σ3 ） 。 表示符号σ 表示符号 应力状态分类： 六、应力状态分类： 1、单向应力状态： 只有一个主应力不为零。 、单向应力状态： 只有一个主应力不为零。 •可用平面图形表示应力状态。 可用平面图形表示应力状态。 可用平面图形表示应力状态 2、二向（平面）应力状态：两个主应力不为零。 、二向（平面）应力状态：两个主应力不为零。 •可用平面图形表示应力状态。 可用平面图形表示应力状态。 可用平面图形表示应力状态 3、三向应力状态 ：三个主应力都不为零。 三个主应力都不为零。 、 4、简单应力状态：单向应力状态。 、简单应力状态：单向应力状态。 5、复杂应力状态：二向和三向应力状态。 、复杂应力状态：二向和三向应力状态。
2
（2）主应力值计算 ） 方法一： 方法一： σ x +σ y σ x −σ y + cos 2α 0 − τ xy sin 2α 0 σ α =
2 2 0 σ x +σ y σ x −σ y π π σ = + cos 2 α 0 + − τ xy sin 2 α 0 + α0 + π 2 2 2 2 2
2τ xy
σ x −σ y
2τ xy 1 可取： 可取： α 0 = arctan − σ −σ 2 x y
1 2τ xy , arctan − σ −σ x y 2
π + 2来自3、主应力： 、主应力： （1）性质： ）性质： ①主应力为各截面上正应力的极值。 主应力为各截面上正应力的极值。
∗ FS Sz τ= bIz
五、主平面、主应力 主平面、 1、主平面 、 •τ= 0的截面 的截面; 的截面 •过一点有三个相 过一点有三个相 互垂直的主平面. 互垂直的主平面 2、主应力 、 •主平面上的正应力 主平面上的正应力; 主平面上的正应力 •表示符号 1 、σ2、σ3（ σ1 ≥σ2≥σ3 ） 。 表示符号σ 表示符号 应力状态分类： 六、应力状态分类： 1、单向应力状态： 只有一个主应力不为零。 、单向应力状态： 只有一个主应力不为零。 •可用平面图形表示应力状态。 可用平面图形表示应力状态。 可用平面图形表示应力状态 2、二向（平面）应力状态：两个主应力不为零。 、二向（平面）应力状态：两个主应力不为零。 •可用平面图形表示应力状态。 可用平面图形表示应力状态。 可用平面图形表示应力状态 3、三向应力状态 ：三个主应力都不为零。 三个主应力都不为零。 、 4、简单应力状态：单向应力状态。 、简单应力状态：单向应力状态。 5、复杂应力状态：二向和三向应力状态。 、复杂应力状态：二向和三向应力状态。
材料力学07应力与应变分析 强度理论PPT文档58页
13、遵守纪律的风气的培养，只有领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。—— 马卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致，是 取——雨果
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
材料力学07应力与应变分析 强度理论
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
材料力学07应力与应变分析 强度理论
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
材料力学课件第7章 应力和应变分析 强度理论
"
p
直径平面
FN
Ｏ
FN
d
y
D Fy 0 0 pl 2 sin d plD pD 2 l plD 0 2
π
P’
P p
y x
承受内压圆柱型薄壁容 器任意点的应力状态:
二向不等值拉伸应力状态
内点P‘点的应力状态？ σ
y
σx σz=p
（续）承受内压球型薄壁容器任意点的应力状态 （壁厚为t，内直径为D，t<<D，内压为p）
例题3 分析薄壁圆筒受内压时的应力状态 （壁厚为δ，内直径为D，t<<D，内压为p）
L
ｐ
m
n
z
y
p
D
m
l
n
n
（1）沿圆筒轴线作用于筒底的总压力为F
πD 2 F p 4
′
p
薄壁圆筒的横截面面积
A πD
πD 2 p F pD 4 A πD 4
n
D
（2）假想用一直径平面将圆筒截分为二,并取下半环为研究对象
说明:一点处必定存在这样的一个单元体, 三个相互垂直的面 均为主平面, 三个互相垂直的主应力分别记为1 ,2 , 3 且规定按 代数值大小的顺序来排列, 即
1 2 3
三、应力状态的分类
1.空间应力状态 三个主应力1 ,2 ,3 均不等于零 2.平面应力状态 三个主应力1 ,2 ,3 中有两个不等于零 3.单向应力状态 三个主应力 1 ,2 ,3 中只有一个不等于零
cos 2 xy sin 2
即两相互垂直面上的正应力之和保持一个常数
二、最大正应力及方位
2 2 x y sin 2 xy cos 2 2
p
直径平面
FN
Ｏ
FN
d
y
D Fy 0 0 pl 2 sin d plD pD 2 l plD 0 2
π
P’
P p
y x
承受内压圆柱型薄壁容 器任意点的应力状态:
二向不等值拉伸应力状态
内点P‘点的应力状态？ σ
y
σx σz=p
（续）承受内压球型薄壁容器任意点的应力状态 （壁厚为t，内直径为D，t<<D，内压为p）
例题3 分析薄壁圆筒受内压时的应力状态 （壁厚为δ，内直径为D，t<<D，内压为p）
L
ｐ
m
n
z
y
p
D
m
l
n
n
（1）沿圆筒轴线作用于筒底的总压力为F
πD 2 F p 4
′
p
薄壁圆筒的横截面面积
A πD
πD 2 p F pD 4 A πD 4
n
D
（2）假想用一直径平面将圆筒截分为二,并取下半环为研究对象
说明:一点处必定存在这样的一个单元体, 三个相互垂直的面 均为主平面, 三个互相垂直的主应力分别记为1 ,2 , 3 且规定按 代数值大小的顺序来排列, 即
1 2 3
三、应力状态的分类
1.空间应力状态 三个主应力1 ,2 ,3 均不等于零 2.平面应力状态 三个主应力1 ,2 ,3 中有两个不等于零 3.单向应力状态 三个主应力 1 ,2 ,3 中只有一个不等于零
cos 2 xy sin 2
即两相互垂直面上的正应力之和保持一个常数
二、最大正应力及方位
2 2 x y sin 2 xy cos 2 2
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Ft 0
dA ( xy dAcos ) cos ( x dA cos )sin
( yx dA sin ) sin ( ydA sin ) cos 0
化简以上两个平衡方程最后得
2 2 x y sin 2 xy cos 2 2 不难看出 90 x y
1.截面法（Section method） 假想地沿斜截面 e-f 将单元体截开,留下左边部分的单体元 eaf 作为研究对象
y n
e
yx x
f
e
x
x
x
xy
α
α
n α
xy
α
f
a
a
yx
y
(Analysis of stress-state and strain-state)
y n
e
1 2 3
(Analysis of stress-state and strain-state)
三、应力状态的分类 （The classification of stresses-state）
1.空间应力状态（Triaxial stress-state or three-dimensional stress-state ） 三个主应力1 ,2 ,3 均不等于零 2.平面应力状态（Biaxial stress-state or plane stress-state） 三个主应力1 ,2 ,3 中有两个不等于零 3.单向应力状态（Uniaxial stress-state or simple stress-state） 三个主应力 1 ,2 ,3 中只有一个不等于零
得到max和min (主应力）
x y 2 2 max x y ( ) xy 2 2 min
下面还必须进一步判断0是x与哪一个主应力间的夹角
(Analysis of stress-state and strain-state) 若约定 | 0 | < 45°即0 取值在±45°范围内 则确定主应力方向的具体规则如下 （1）当x> y 时,0 是x与max之间的夹角 （2）当x<y 时,0 是x与min之间的夹角 （3）当x=y 时,0 =45°,主应力的方向可由单元体上切应 力情况直观判断出来
0 和 0+90°确定两个互相垂直的平面,一个是最大正应力
(Analysis of stress-state and strain-state) 2.最大正应力（Maximum normal stress） 将 0和 0+90°代入公式
x y
2
x y
2
cos 2 xy sin 2
5 4 3 2 1
S平面
5 4 3 2 1
2 x1
1
3 x2 2
3
x1
x2
2
3
(Analysis of stress-state and strain-state) 例题 2 画出如图所示梁 危 险截面危险点的应力状态单 元体
y S 1 2 z 3 x 4 l
F
FS
2 4 3
2
3
2
1 1
1 3 2
1
1
2
1
(Analysis of stress-state and strain-state) 例题 1 画出如图所示梁S截面的应力状态单元体.
F
5 S平面 4 3 l/2 l/2 l/2 l/2 2 1
(Analysis of stress-state and strain-state)
§7-1 应力状态概述 (Concepts of stress-state) §7-2 平面应力状态分析-解析法 (Analysis of plane stress-state) §7-3 平面应力状态分析-图解法 (Analysis of plane stress-state) §7-4 三向应力状态分析 (Analysis of three dimensional stres点？ 哪一点？ 哪个方向面？
4.一点的应力状态（state of stresses of a given point） 过一点不同方向面上应力的情况,称之为这一点的应力状
态（state of stresses of a given point）,亦指该点的应力
全貌.
(Analysis of stress-state and strain-state)
yx x
f
x
e
x
x
xy
α
α
n α
xy
a
α
f
a
yx
y
t
2.符号的确定（Sign convention） （1）由x轴转到外法线n,逆时针转向时为正 （2）正应力仍规定拉应力为正 （3）切应力对单元体内任一点取矩,顺时针转为正
(Analysis of stress-state and strain-state)
2
3 1
1 3 2
(Analysis of stress-state and strain-state) 4.主平面（Principal plane） 切应力为零的截面 5.主应力（Principal stress） 主面上的正应力 说明:一点处必定存在这样的一个单元体, 三个相互垂直的面 均为主平面, 三个互相垂直的主应力分别记为1 ,2 , 3 且规定按 代数值大小的顺序来排列, 即
(Analysis of stress-state and strain-state) 低碳钢和铸铁的拉伸
低碳钢 （low- carbon steel）
铸铁 （cast-iron）
塑性材料拉伸时为什么会出现滑移线？
(Analysis of stress-state and strain-state) 低碳钢和铸铁的扭转
(Analysis of stress-state and strain-state)
二、最大切应力及方位 (Maximum shearing stress and it’s direction) x y x y cos 2 xy sin 2 2 2 x y sin 2 xy cos 2 2
(Analysis of stress-state and strain-state)
§7-5 平面应变状态分析 (Analysis of plane strain-state) §7-6 广义胡克定律 (Generalized Hook’s law) §7-7 复杂应力状态的变形比能 (Strain-energy density in general stress-state ) §7-8 强度理论 ( Failure criteria) §7-9 莫尔强度理论 (Mohr’s failure criterion)
低碳钢 （low- carbon steel）
铸铁 （cast-iron）
为什么脆性材料扭转时沿45°螺旋面断开？
(Analysis of stress-state and strain-state) 3.重要结论（Important conclusions） （1）拉中有剪,剪中有拉; （2）不仅横截面上存在应力,斜截面上也存在应力; （3）同一面上不同点的应力各不相同; （4） 同一点不同方向面上的应力也是各不相同
a
z
Mz
T
(Analysis of stress-state and strain-state)
y
y
FS
1 2 z 3 x 4 z 2 4 3
Mz
T
x
1
z
3 2
Mz T 1 x1 Wt Wz
T 4 FS 2 Wt 3 A
x3
T Mz 3 Wt Wz
(Analysis of stress-state and strain-state) 例题3 分析薄壁圆筒受内压时的应力状态
Chapter7 Analysis of Stress and Strain Failure Criteria
(Analysis of stress-state and strain-state)
第七章 应力和应变分析 强度理论 Chapter7 Analysis of Stress and Strain Strength Theories
x y
x y
cos 2 xy sin 2
即两相互垂直面上的正应力之和保持一个常数
(Analysis of stress-state and strain-state)
二、最大正应力及方位 （Maximum normal stress and it’s direction） x y x y cos 2 xy sin 2 2 2 x y sin 2 xy cos 2 2
m n y
z
p
D
m
l
n
n
（1）沿圆筒轴线作用于筒底的总压力为F
πD 2 F p 4
′
p
薄壁圆筒的横截面面积
A πD
πD 2 F p 4 pD A πD 4
n
D
(Analysis of stress-state and strain-state) （2）假想用一直径平面将圆筒截分为二,并取下半环为研究对象
"
p
直径平面
FN
Ｏ
FN
d
y
D Fy 0 0 pl 2 sin d plD pD 2 l plD 0 2
π
(Analysis of stress-state and strain-state)