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1、第八節(jié)梁的應力狀態(tài)一.應力狀態(tài)的概念構(gòu)件在拉伸扭轉(zhuǎn)彎曲基本變形情況下,并不都是沿橫截面破壞的。如低碳鋼屈服時,在與試件軸線成45的方向上出現(xiàn)滑移線如鑄鐵壓縮時,試件沿軸線45的斜截面破壞再如鑄鐵軸扭轉(zhuǎn)時,沿45的螺旋面破壞為了分析各種破壞現(xiàn)象,建立組合變形的強度條件,還必須研究各個不同斜截面上的應力。哪一個面上?哪一點?過一點不同方向面上應力的集合,稱之為這一點的應力狀態(tài)計算應力一定要指明:圍繞一點取單元體微元?單元體單元體邊長無窮小;應力沿邊長無變化;單元體各個面上的應力是均勻分布的;兩個平行面上的應力大小相等?;仡?/p>
2、梁橫力彎曲時橫截面上點的應力:考慮中性層上的A點正應力等于0,剪應力最大考慮梁邊緣上的B點正應力最大,剪應力為0同一面上不同點的應力各不相同。此即應力的點的概念單向拉伸斜截面上的應力經(jīng)過計算可得到單向拉伸斜截面上的應力為:即使同一點在不同方位截面上,它的應力也是各不相同的,此即應力的面的概念。主單元體、主應力與主平面?主單元體:各側(cè)面上剪應力均為零的單元體。?主平面:剪應力為零的截面。?主應力:主平面上的正應力。?主應力排列規(guī)定:按代數(shù)值大小,單向、二向、三向應力狀態(tài)三個主應力中只有一個不等于0?單向應力狀態(tài)三個主應力中
3、有兩個不等于0?二向(平面)應力狀態(tài)三個主應力都不等于0?三向(空間)應力狀態(tài)二.平面應力狀態(tài)分析1.斜截面上的應力二向應力狀態(tài)是工程中最為常見的一種應力情況,一般的單元體如圖:正應力拉伸為正壓縮為負剪應力繞單元體順時針轉(zhuǎn)為正,反之為負任意斜截面上的正應力和剪應力:斜截面上的應力通過截面外法線的方位定義截面的位置X軸正向到斜截面外法線逆時針轉(zhuǎn)角為正得到以下結(jié)論:1)剪應力為0的平面上,正應力為最大或最小值;剪應力為0的平面是主平面,主平面上的正應力是主應力,所以主應力就是最大或者最小的正應力。在求出梁橫截面上一點的主應力
4、后,把其中一個主應力方向與橫截面相交,求此交點的主應力方向,再將其與下個相鄰截面相交,可得到全梁上的一條折線,對其取極限,得到一條曲線–主應力跡線。實線主拉應力跡線虛線主壓應力跡線在鋼筋砼梁中,鋼筋的作用是抵抗拉伸,所以應使鋼筋盡可能沿著主拉應力跡線的方向放置。P143三.梁的主應力和主應力跡線材料的破壞形式1、材料破壞的基本形式Ⅰ.在沒有明顯塑性變形情況下的脆性斷裂;Ⅱ.產(chǎn)生顯著塑性變形而喪失工作能力的塑性屈服。2.應力狀態(tài)對材料破壞形式的影響試驗證明:同一種材料在不同的應力狀態(tài)下,會發(fā)生不同形式的破壞。壓應力本身不能
5、造成材料的破壞,而是由它所引起的剪應力等因素在對材料的破壞起作用;構(gòu)件內(nèi)的剪應力將使材料產(chǎn)生塑性變形。在三向壓縮應力狀態(tài)下,脆性材料也會發(fā)生塑性變形;拉應力則易于使材料產(chǎn)生脆性斷裂;而三向拉伸的應力狀態(tài)則使材料發(fā)生脆性斷裂的傾向最大。變形速度和溫度對材料的破壞形式也有較大影響?;居^點構(gòu)件受外力作用而發(fā)生破壞時,不論破壞的表面現(xiàn)象如何復雜,其破壞形式總不外乎幾種類型,而同一類型的破壞則可能是某一個共同因素所引起的.根據(jù)材料在復雜應力狀態(tài)下破壞時的一些現(xiàn)象與形式,進行分析,提出破壞原因的假說.在這些假說的基礎上,可利用材料
6、在單向應力狀態(tài)時的試驗結(jié)果,來建立材料在復雜應力狀態(tài)下的強度條件.引起破壞的某一共同因素形狀改變比能最大剪應力最大線應變最大正應力