一点应力状态概念及其表示方法
凡提到“应力”,必须指明作用在哪一点,哪个(方向)截面上。因为受力构件内同一截面上不同点的应力一般是不同的,通过同一点不同(方向)截面上应力也是不同的。例如,图8-1弯曲梁横截面上各点具有不同的正应力与剪应力;
图8-2通过轴向拉伸杆件同一点的不同(方向)截面上具有不同的应力。
2.一点处的应力状态是指通过一点不同截面上的应力情况,或指所有方位截面上应力的集合。应力分析就是研究这些不同方位截面上应力随截面方向的变化规律。如图8-3是通过轴向拉伸杆件内
点不同(方向)截面上
的应力情况(集合)
3.一点处的应力状态可用围绕该点截取的微单元体(微正六面体)上三对互相垂直微面上的应力情况来表示。如图8-4(a,b)为轴向拉伸杆件内围绕取的两种微元体。
点截
特点:根据材料的均匀连续假设,微元体(代表一个材料点)各微面上的应力均匀分布,相互平行的两个侧面上应力大小相等、方向相反;互相垂直的两个侧面上剪应力服从剪切互等关系。
§8-2平面应力状态的工程实例
1.薄壁圆筒压力容器
为平均直径,为壁厚
由平衡条件
得轴向应力: (8-1a)
图8-5c(Ⅰ-Ⅰ,Ⅱ-Ⅱ为相距为 的横截面,H-H为水平径向面)
由平衡条件或, 得环向应力:
(8-1b)
2.球形贮气罐(图8-6)
由球对称知径向应力与纬向应力相同,设为 对半球写平衡条件:
得 (8-2)