技能培训资料：材料力学中的强度和刚度.docx

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1、一、强度定义，构件或者零部件在外力作用下，抵御破坏(断裂)或者思著变形的能力。提取关键字，破坏断裂，显著变形。比如说孙越把ipad当成了体重秤，站上去，ipad屏扉裂了.这就是强度不够。比如武汉每年的夏天看海时许多大树枝被风吹断，这也是强度不好。强度是反映材料发生断裂等破坏时的参数，强度殷有抗拉强度，抗压强度等，就是当应力达到多少时材料发生破坏的盘，强度单位般是兆帕。破坏类型脆性断裂：在没有明显的塑形变形情况下发生的突然断裂。如铸铁试件在拉伸时沿横截面的断裂和IMI被面铸铁试件在扭转时沿斜截面的断裂。塑形屈服：材料产生显著的塑形变形而使构件丧失工作能力,如低碳钢试样在拉伸或扭转时都会发生显著的

2、塑形变形。强度理论1 .，大拉应力理论：只要构件内一点处的最大拉应力。1达到单向应力状态下的极限应力。b,材料就要发生脆性断裂。于是危险点处于复杂应力状态的构件发牛.脆性断裂破坏的条件是：。1=。所以按第强度理论建立的强度条件为：。1经。2 .大拉应变理论：只要最大拉应变e1达到单向应力状态下的极限值eU,材料就要发生的性断裂破坏。I=Cu；由广义虎克定律得：7=。1-u(o2+o3)E,所以。1-u(o2+o3)=obe按第二强度理论建立的强度条件为：。1u(o2+o3)於。3 .，大切应力理论：只要最大切应力Tmax达到单向应力状态下的极限切应力0.材料就要发生屈服破坏。TmaX=t0。依

3、轴向拉伸斜截面上的应力公式可知O=s/2（Os一一横截面上的正应力）由公式得：TmaX-（O1-03）/2,所以破坏条件改写为。1-。3二。5。按第三强度理论的强度条件为：。4.形状改变比能理论：只要构件内一点处的形状改变比前达到单向应力状态下的极限值，材料就要发生屈服破坏。所以按第四强度理论的强度条件为：Sqrt（O2+o2-2+032-o1。2-。2。3-。3。1）o.二、刚度定义：指构件或者零件在外力作用下，抵御弹性变形或者位移的能力.即弹性变形或者唯一不应该超过工程允许的范围.刚度是反映结构变形与力的大小关系的参数，即结构受多大力产生多少变形的量,简单说，就是一根弹簧，拉力除以伸长量就

4、是弹簧的刚度.刚度单位一般是Wm.刚度类型:当所作用的魏荷是恒定教荷时称为酹刚度：为交变载荷时则称为动刚度。沛刚度主要包括结构刚度和接触刚度。结构刚度即指构件自身的刚度，主要有弯曲刚度和扭转刚度.1.弯曲刚度，按下式计算：K上式中P一静载荷00;6一在载荷方向的弹性变形（Mm）。2.扭转刚度按下式计算：._M1.式中M一作用的扭矩作m）：1.一一扭矩作用处到固定端的距离（BO;一一扭转角C）三、两者联系通过对上述关于强度和刚度的理论理解，相对于刚度，强度的定义针对的是外力作用下的破坏，而破坏类型的分类为塑形屈服及脆性断裂，由此联想到拉伸时的应力应变曲线.如图所示.图中曲线可分为四个阶段：I、弹性变形阶段；II、屈服阶段；IIK强化阶段：IV、局郎颈缩阶段。而刚度的定义是在于抵抗弹性变形，是在第一阶段下进行的，弹性作用下满足胡克定律，观察静我荷下弯曲刚度与扭转刚度的计算公式，类似于胡克定律，可推测刚度的测Rt仅仅在弹性变形阶段进行。在进入下阶段后，对于拉伸过程中塑形应变火残余应变不会消失，在应力应变曲线下，应力几乎不变，而应变显著增加，此时应力为相服极限。I1.对于材料则进入了鳖形屈服的破坏阶段，在进入强化阶段后，应变的应力的增加而增加，及后到达强度极限。的此可见关于强度的测重是在于材料弹性形变之后而强度极限之前。