10 古典强度理论是什么,存在什么缺陷,现代较常用的强度校核理论是什么?

周老师,您好,请问古典强度理论是什么,存在什么缺陷,现代较常用的强度校核理论是什么?
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  • 周炬
    传道、授业、解惑,仅此而已!

    答:第一强度理论只针对一个应力分量,不考虑其他应力分量和材料特性;第二强度理论考虑了三个主应力的影响,但是没考虑第二主应力、第三主应力的影响;第三强度理论以最大剪应力为校核对象,没有考虑第二主应力的大小和方向对强度的影响;第四强度理论对于金属材料使用最广泛,但是没有方向性,忽略了静水压力的影响;第五强度理论主要以剪应力为标准,同时对第二主应力的影响也估计不足。

    以上强度理论在软件中均可以直接调用,特别是第四强度理论在软件中的使用已经到了泛滥的地步。但是通过了解滞后曲线和屈服强化后,第四强度理论不能反映拉压不同的屈服表现和静水压力。以下图阶梯轴为例,在小轴末端加载一个位移载荷,大轴末端固定约束,考虑材料非线性(定义屈服强度和切线模量),如果只考虑等效应力,得到最大应力在小轴中部;如果查看第一、第二、第三主应力,可得在轴肩外圈线存在很大的拉应力,此处明显比其它区域的压应力更容易失效。

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    现代一般采用应力三维度进行应力评价,如图所示。应力三维度反映了应力场中三轴应力状态和对材料变形的约束程度,直接表现塑性变形的大小形式和断裂应变能。一般表现为应力三维度越大,应力状态为拉伸,越易拉断;应力较小,材料越易剪断。同时对比不同网格尺度所得结果,由于存在塑性,所以结果变现为收敛性,结果更可靠。

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