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图文并茂!应力与材料失效准则

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01            
背景

    材料在外力作用下有两种不同的破坏形式:一是在不发生显著塑性变形时的突然断裂,称为脆性破坏;二是因发生显著塑性变形而不能继续承载的破坏,称为塑性破坏。

    材料破坏的原因十分复杂。由于工程上的需要,两百多年来,人们对材料破坏的原因提出了各种不同的假说,这些假说统称为强度理论或失效准则。


02            
应力            
           

    三维微元体上的应力类型:切向应力,法向压力。如下图所示。

    微元体上某面的切向应力为0时,该面的向应力称为主应力,三维微元体存在三个主应力。


    由主应力绘制莫尔圆。


    二维微元体(厚度方向假设为单位厚度)上的应力类型:切向应力,法向压力。如下图所示。

    微元体上某面的切向应力为0时,该面的向应力称为主应力,二维微元体存在两个主应力。


    由主应力绘制莫尔圆。


03            
材料失效准则            
           

03.1 Maximum Shear Stress (MSS) Theory

    最大切应力理论(第三强度理论),如下图所示。


    安全系数,如下图所示。


03.2 Distortion Energy (DE) Theory

    畸变能理论(第四强度理论),安全系数,如下图所示。


03.3 Maximum Normal Stress (MNS) Theory

    最大主应力理论(第一强度理论),安全系数,如下图所示。



03.4 Coulomb-Mohr (CM) Theory

    库伦-莫尔理论,安全系,如下图所示。



03.5 Modified-Mohr (MM) Theory

    修正莫尔理论,安全系,如下图所示。


04            
失效准则的选用            
           

    失效准则的选用流程,如下图所示。


05            
材料试验数据            
           

    灰铸铁的试验数据和失效准则对比,如下图所示。


来源:华仿CAE
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首次发布时间:2023-04-24
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华仿CAE
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