。
结论:在按约定排列的三个非零主应力 力圆中,可以找到三个相应的主剪应力
,,
,,
作出的两两相切的三个应,其中最大剪应力值为:
处在与
,
作用面成
的面上。
例8-1中: , 而非
。
例8-2中:
※3.任意斜截面上应力
已知主应力斜截面
,,,设斜截面法线 的方向余弦为 , , 。求任意
上应力。
设斜面面积,则三个侧面面积:
,,
三个方向余弦满足关系: (a)
由平衡条件,和有:
,, (b)
由总应力的三个分量可得总应力:
(c)
也可分解为法线方向的正应力有
(d)
和面上剪应力(图8-17c),则
由式(d),(c)得: (e)
,则有:
,在斜面法线上投影之代数和为
(f)
,注意到式(b),
由式(a),(e),(f)可解得:
(8-7)
讨论:
1)在以为横坐标, 为纵坐标的坐标平面内,以上三式分别表示三个应力
上的应力(
,
)。
圆,且交于一点,此点坐标即为斜截面
2)由于、、,在约定条件下,可由以上三式证明任意
斜截面上应力均落在图8-14c所示三个主应力圆包围的阴影线面积内。
3)当所有平行
,式(8-7)第一式即为图8-14c中 方向的斜截面中,与
,
成
,组成的应力圆方程,在
的斜面上具有主剪应力
,同理,当,和时,对应有 ,及 ,组成的
应力圆方程,分别可得主剪应力:
和,可见,。
建立强度理论的基本思想
1.不同材料在同一环境及加载条件下对“破坏”(或称为失效)具有不同的抵抗能力(抗力)。
例1 常温、静载条件下,低碳钢的拉伸破坏表现为塑性屈服失效,具有屈服极限
,铸铁破坏
表现为脆性断裂失效,具有抗拉强度
。图9-1a,b
2.同一材料在不同环境及加载条件下也表现出对失效的不同抗力。
例2 常温静载条件下,带有环形深切槽的圆柱形低碳钢试件受拉时,不再出现塑性变形,而沿切槽根部发生脆断,切槽导致的应力集中使根部附近出现两向和三向拉伸型应力状态。图(9-2a,b)
例3 常温静载条件下,圆柱形铸铁试件受压时,不再出现脆性断口,而出现塑性变形,此时材料处于压缩型应力状态。图(9-3a)
例4 常温静载条件下,圆柱形大理石试件在轴向压力和围压作用下发生明显的塑性变形,此时材料处
于三向压缩应力状态下。图9-3b
3.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,其强度条件为
,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,强度条件为
。
建立常温静载一般复杂应力状态下的弹性失效准则——强度理论的基本思想是:
1)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;