2)根据实验室中标准试件在简单受力情况下的破坏实验(如拉伸),建立起材料在复杂应力状态下共同遵循的弹性失效准则和强度条件。
3)实际上,当前工程上常用的经典强度理论都按脆性断裂和塑性屈服两类失效形式,分别提出共同力学原因的假设。
关于脆性断裂的强度理论
1.最大拉应力准则(第一强度理论)
基本观点:材料中的最大拉应力到达材料的正断抗力时,即产生脆性断裂。
表达式:复杂应力状态
, 当
,
简单拉伸破坏试验中材料的正断抗
力
,
最大拉应力脆断准则: (9-1a)
相应的强度条件: (9-1b)
适用范围:虽然只突出 而未考虑 的影响,它与铸铁,工具钢,工业陶
瓷等多数脆性材料的实验结果较符合。特别适用于拉伸型应力状态(如
),混合型应力状态中拉应力占优者(
)。
但
2.最大伸长线应变准则(第二强度理论)
基本观点:材料中最大伸长线应变到达材料的脆断伸长线应变 性断裂。
时,即产生脆
表达式: 。 复杂应力状态:,当;
简单拉伸破坏试验中材料的脆断伸长线应变
,,
最大伸长线应变准则: (9-2a)
相应的强度条件: (9-2b)
适用范围:虽然考虑了,的影响,它只与石料、混凝土等少数脆性材料的
实验结果较符合(如图9-4所示),铸铁在混合型压应力占优应力状态下(
)的实验结果也较符合,但上述材料的脆断实验不支持本理论
描写的
,
对材料强度的影响规律。
关于塑性屈服的强度理论
1.最大剪应力准则(第三强度理论)
基本观点:材料中的最大剪应力到达该材料的剪切抗力时,即产生塑性屈服。
表达式:
复杂应力状态,
简单拉伸屈服试验中的剪切抗力
,,
最大剪应力屈服准则: (9-3a)
相应的强度条件: (9-3b)
适用范围:虽然只考虑了最大主剪应力 ,而未考虑其它两个主剪应力 ,
的影响,但与低碳钢、铜、软铝等塑性较好材料的屈服试验结果符合较好;并可用于像硬铝那样塑性变形较小,无颈缩材料的剪切破坏,此准则也称特雷斯卡(Tresca)屈服准则。
2.形状改变比能准则(第四强度理论)
基本观点:材料中形状改变比能到达该材料的临界值 生塑性屈服。
时,即产
表达式:复杂应力状态
,
简单拉伸屈服试验中的相应临界值
,,
形状改变比能准则: