此为以,为变量的圆方程,以为横坐标轴,为纵坐标轴,则此圆圆心
坐标为尔(Mohr)圆。
,半径为,此圆称应力圆或莫
2.应力圆的作法
应力圆法也称应力分析的图解法。作图8-12a所示已知平面一般应力状态的应力圆及求倾角为的斜截面上应力
,
的步骤如下:
1)根据已知应力2)在(
,
,,值选取适当比例尺;
坐标平面上,由图8-12a中微元体的1-1,2-2面上已知应力作1),2(
,-)两点;
3)过1,2两点作直线交 轴于 点,以 为圆心,为半径作应力圆;
4)半径逆时针(与微元体上 转向一致)转过圆心角
即为
,纵坐标值
即为
。
得3点,则3
点的横坐标值
3.微元体中面上应力与应力圆上点的坐标的对应关系
1)=, = 的证明:
=
已知:
;
则
(8-3a),可知
=
。
, 让,对照上式与式
对照上式与式(8-3b),可知
=
。
2)几个重要的对应关系
;
(即式(8-5b))
主平面位臵:应力圆上由1点顺时针转过到 点。
,(即式(8-4a)),对应微元体内从 面顺时
针转过
角(
面)。
应力圆上继续从点转过
面,此时
到 ,对应微元体上从 面继续转过 到
(即式(8-4c))
建议读者对,点(对应主剪应力)作同样讨论。
空间应力状态的主应力与最大剪应力
1.主应力
对于空间一般应力状态(如图8-9a),可以证明,总可将微元体转到某一方位,此时三对微面上只有正应力而无剪应力作用(如图8-13)。此三对微面即主平面,三个正应力即
主应力(正应力极值)。空间一般应力状态一般具有三个非零的主应力,故也称三向应力状态。
约定:三个主应力按代数值从大到小排列,即。
例8-1 式(8-1a),(8-1b)所示薄壁圆筒为二向应力状态,有两个主应力
,
内壁有内压
工程上略去不计,则有: ,,。
例8-2 图8-7所示受弯曲与扭转组合作用圆轴中的1点,可用图8-14所示应力圆求其主应力:
, 二向应力状
态。所以
,
,
2.主剪应力,最大剪应力
若已知(或已求得)三个 主应力,可求:
1)平行方向的任意斜截面 上应力(如图8-15a)。由于 不参加图8-15b
所示微元体的力平衡。可利用式(8-3a)、(8-3b):
;
相应于图8-15c中 ,构成的应力圆,此时主剪应力:
,(图8-15c上的点)。
2)平行 方向斜截面上的主剪应力(见图8-16a,b,c)
主剪应力: 点)。
。(见图8-15c中 , 构成的应力圆上
3)求平行方向斜截面上的主剪应力(见图8-15c中点)。