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11-弹塑性力学-总结与复习.ppt

1、总结与复习 (Summarization and Review),主要内容: 1.绪论(弹、塑、变形特点;基本假设) 2.应力应变分析3.弹性力学 (542)4.塑性力学基础5.断裂力学基础,总结与复习 (Summarization and Review),一、弹、塑性变形特点 区别:弹性变形特点、塑性变形特点(可逆性、与加载路线的关系、对组织与性能的影响、变形特点描述等) 联系:量变质变(韧性材料)弹塑性共存:(包含关系 、材料加工工模具弹性变形与工件塑性变形共存),总结与复习 (Summarization and Review),二、应力分析 1点的应力状态:定义;描述方法(三种);分解:

2、意义、方法( )、图示 2特殊应力:主应力(100)(相互正交),含义/求解?物理含义 求解方法,总结与复习 (Summarization and Review),主剪应力(110);最大剪应力:八面体应力(111);如何求?有何意义? 等效应力:等效的含义,求解?静水压力: 只产生体积缩胀,不产生形变;抑制裂纹扩展。,总结与复习 (Summarization and Review),补:塑性变形: 即绝对值最大的主应变永远等于另外两个主应变之和。I3是塑性变形类型的判据: =0:D:平面变形,例如宽板轧制 0:D:延伸型,例如挤压,拉拔0:D:压缩型,例如镦粗,轧制,总结与复习 (Summa

3、rization and Review),三、应变分析 1点的应变状态:定义、描述、分解(工程应变: ;真应变: )2应力、应变分析的相似性与差异性 概念、分解、表示、相容性等 注意:主应变、主剪应变形式差别:3求和约定:4应力、应变图(主变形图):应变3应力9=27种组合实际: 23种组合,为什么?5应力测量,应变花,ij?,总结与复习 (Summarization and Review),四、弹性力学(542) 5组基本方程:1. 应力平衡微分方程:含义:表征点的应力之间的关系(基体假设的应用,平面问题的具体形式)2几何方程:含义:位移-应变的关系3物理方程:广义虎克定律 含义:关系公式;

4、参数含义、关系 4应变协调方程(相容方程,连续方程):含义,平面问题的相容方程(塑性变形连续方程: )5边值方程:具体问题具体分析,总结与复习 (Summarization and Review),4条基本原理:1. 圣维南原理:描述,使用条件(弹性、虎克定律; 静力等效:力平衡、力矩平衡;影响区几何 大小),举例(分散配球、应力集中、拉伸试验)2叠加原理:描述、使用条件、举例3虚功原理:使用条件,弹、塑均可4最小总势能原理:条件,弹、塑均可,总结与复习 (Summarization and Review),2种基本求解方法:1. 位移法:含义,求解过程,例题;2应力法:含义、如何保证解的连续

5、性?应力函数的引入应力函数:(定义)条件: ;应力平衡条件;应变连续条件平面问题:(直角坐标系),总结与复习 (Summarization and Review),应力法求解过程: (1)应力函数的设计(2)验证:是否连续: 或在什么条件下满足连续条件?求导! (3)求应力分量表达式(含待定参数) (4)利用边界条件确定待定参数 (5)确定应力函数及 等,总结与复习 (Summarization and Review),典型实例: (1)简支梁,水坝受力问题 线性分布载荷 (2)厚壁筒问题: 轴对称平面应变问题 受内压时应力集中系数(因子)2 设计成双层或多层,为什么? 提高外压力,减小内壁上

6、的最大应力,从而提高承载能力。例如:挤压筒,总结与复习 (Summarization and Review),典型实例: (3)平板孔边应力集中问题:求解方法:利用厚壁简公式、应力函数(半逆解法)单向拉伸:应力集中系数3双向均拉:应力集中系数2一拉一压:应力集中系数4 (4)错配球:位移法、球对称, (5)宏观残余应力测定:残余应力特征:成对出现、自相 平衡;测定原理:破坯平衡、引起变形;变化规律 逐层剥去(6)位错的应力场:位错模型,求解过程,意义,总结与复习 (Summarization and Review),五、塑性力学基础:1塑性变形硬化模型(5种)理想刚塑性模型,理想弹塑性模型,线

7、性硬化弹塑性模型,线性硬化刚塑性模型,冥函数硬化模型2屈服准则:Tresca准则, Mises准则区别:物理含义,表达式(区别),几何表达联系:几何表达,罗德参数 计算、例题:P81、P82,总结与复习 (Summarization and Review),五、塑性力学基础:3. 全量理论与增量理论:(增量理论)表达式,应用,条件、含义、推导 例如:单向拉伸试验,屈服后:, , 因此塑性应变增量之比为:,总结与复习 (Summarization and Review),六、断裂力学基础 1损伤:微裂纹形成、扩展、合并宏观裂纹形成 2断裂:宏观裂纹、扩展、合并破断 3塑性失稳:dP=0 即 当

8、失稳应变 4裂纹扩展基本类型:I型( ),型( ),型( ),总结与复习 (Summarization and Review),六、断裂力学基础 5应力强度因子:含义,影响因素,量纲6断裂韧度Kic(实验确定),与试件几何(厚度)的关系:厚度平面应力塑区大扩展需能KC7KIC:平面应变断裂韧度,材料常数,应与几何无关,但测量时应得保证试样足够厚,以保证裂纹尖端处于平面应变状态。,总结与复习 (Summarization and Review),七、材料工程中的应用1塑性加工中的弹性力学问题 挤压筒设计; 模具受力与强度校核; 轧辊、轧机(弹塑性共存),弹塑性曲线板厚控制 塑性变形数值模拟2材料微观组织中的力学问题缺陷应力场(位错、空位、间隙厚子、层错、相变、裂纹等)、织构、复合材料等引起的各向异性问题的求解 八、例题:,谢 谢!,

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