26. 两端封闭的细长薄壁管平均直径为r,平均壁厚为l,承受内压力p而产生塑性变形,管材各向同性,试计算切向、轴向及径向应变增量比及应变比。 解:
求出下列两种情况下塑性应变增量的比:
① 单向应力状态:?1??s
② 纯剪力应力状态:?s??s/3 ①解:设σ1>σ2>σ3,则:
?1m???s31??2??3???3,因此,应力偏量为:
??2?s00??3??????-?s?0? 30????00-?s?3??由列维—米赛斯增量理论d?ij??'ijd?得:
d?1?2?s3d?
d??s2?-3d?d??s3?-3d?塑性应变增量的比为:
2?sd?d?1?3?-2, 同理: d?1?-2, d?2?1
d?2-?sd?2d?23d?②解:已知纯剪力应力状态:?s??s/3 31
设
应力张量为:
??0??s?ij???3???s?3?s30?s??s3?3??s? 3??0??由列维—米赛斯增量理论d?ij??'ijd?得:
d?xy?d?yz?d?xz??s3d?d?d?
?s3?s3塑性应变增量的比为:
d?xyd?yz?d?xz?1 d?yzKg
2
??8 -4 0 ?? -4 -2 027. (共20分)已知变形体某点的应力状态为:?ij?????? 0 0 -5?? 1)画出单元体受力图。(4分)
2)求主应力(σ1,σ2,σ3)和主剪应力(τ12,τ23,τ31)。(4分) 3)作三向应力莫尔圆,并将上述计算结果标在应力莫尔圆上。(4分)
:
4)材料屈服极限σs=10kg/mm,试用Tresca和Mises准则分别判断该点处是否已经屈服?(4分)
5)若材料应力应变曲线方程为σ=20ε(4分)
0.5
2
,试按全量理论求该点的主应变(ε1,ε2,ε3)。
解:
(1) 该点的应力单元体如下图所示(4分) (2) 由应力状态可知,Z面上无剪应力,故?z为
?x??y一主应力。又因?z?,
2故题中的应力状态为平面应变问题应力状态,?z为
中间主应力?2。 另外两个主应力可直接利用平面应力问题主应力求解方法进行
32
计算。
?1,3??x??y2?(?x??y2)??xy22?0?8?2?8?222 ??()?(?4)??22??10所以,?1?0,?2??5,?3??10 (Kg/mm2) (3分)
主剪应力为:
???3???1???2?1,2??1??2.5,?2,3??2??2.5,?3,1??3??5 (Kg/mm2)(1
222分) τ
(3) 三向应力莫尔圆如下图所示 (4分)
(4) Tresca准则:
?1??3?0?(?10)=10Kg/mm2??s,该点正好屈服。
Mises准则:
σ
??1[(?1??2)2?(?2??3)2?(?3??1)2]?53??s, 2该点还未屈服。(4分)
(5) 由??20?0.5可得:??(
?20)2?0.1875,所以: E?=??46.2 ?
?2??31)=0.162E?2???1?2?(?2?31)=0E?2???21?3?(?3?1)=-0.162E?2?1?(?1?(4分) 33