1、http:/- 1 -中国科技论文在线各向同性材料均匀度强度理论 *作者简介： 1969 12 论. E-mail: （安徽省宿州市埇桥区政务服务中心 234000）5 摘要：本文 的 点, 出 的 , m的数，D=f( m, mo, max, Rmax)，反映 m 的 ，在一 内 m成正 关,， 的 的 线形状的 ， 线 线 。基 出 性 的 方 。 性 论 10 个与 关的 数， 个 数的 义 ，文中 出 个 数的 方法。 性 论 以 述 类 的 性， 开 的、 、 、 、 结果 一 ， 性 论 类 性 的基本 。关键词：材料力学；强度理论； ; ; ; 线 15 中图分类号：Tu43Is
2、otropic material uniformity strength theoryHuang Jiajun(Administrative Service Center Yongqiao District Suzhou City,Anhui Province China,234000)20 Abstract: This article proposed the concept of uniformity based on the common feature of the material damage surfaces. Uniformity is the function of the
3、mean stress m , D=f(m,mo,max, Rmax,),reflecting the impact of the average stress m on the failure process. In a certain range, uniformity and average pressure m is positively correlated，and the uniformity determine the plane curve shape of material damage surfaces and the curvature of the meridional
4、 plane. 25 Through the concept of uniformity, we linked the material damage surfaces on the plane and destruction curve of the meridional plane. Based on the concept of uniformity, we propose the destroy surface equation of isotropic material. Isotropic material uniformity strength theory has 5 cons
5、tants related to materials of clear physical meaning, and this paper presents a method for determining the 5 material constants. Isotropic material uniformity strength theory can accurately 30 describe the characteristics of various types of material damage , and the theory is very consistent with t
6、he published test results of cement , granite , cast iron and aluminum-silicon alloy and other materials, describing Isotropic material uniformity strength theory reveals the basic laws of all kinds of damage to Isotropic materials.Key words: mechanics of materials; strength theory;uniformity; avera
7、ge stress; failure surface; 35 meridian0 在 1 在 40 2 3 4 (1) 在 (2) 在 线 (3)在 http:/- 2 -中国科技论文在线线 4 (5)在 线在Mises 在 Mohr-Coulomb 线 6 45 在 线 在 SD SD 论 在 在 线 在 50 1 各向同性材料均匀度强度理论的提出在 55 (1) 0 0 1 60 2 在 线 Rmax 3 文 , 65 D D=f( Rmax) 在 , D=1 文 D=()n n 1 在 moaxABC OA Mises OA=OP AOP 70 OP*(1-D) +D*OM OM= )3
8、0(*sinctgOA1 http:/- 3 -中国科技论文在线1 线 75 Fig.1 damage curve on the plane(1) D 0 1 线 2 2 =1 线 D 80 Fig.2 =1 damage curve on the different plane with D trend chart(2) D 0 1 线 3 3 线 D 85 Figure 3 different plane curve with D trend chart3 线 4 线 http:/- 4 -中国科技论文在线4 线90 Fig.4 damage curve on the meridional
9、 plane4 线 中 ABC OA=OB=OC D 论 线 线 95线 中 OA=D*Rmax=( )n*Rmax 2 moaxRmax n K= Rmax n, 2 OA=K* n 100 (3)ON= D* Rmax (4)N , 2/)13()2()1(2105 D = Rmax 5 3/)1()32()1(/22NN2 强度参数的确定方法110 线 中 Rmax 在 3 中 3 线 在 3 K n 线 115 5 线Fig.5 damage curve on the vertex angle meridional plane0 ON= /2 * OA 6 http:/- 5 -中国科
10、技论文在线120 600 中3 K n 3 OA 6 /2= ON/ OAD=( )nmoax125 K= Rmax n Rmax 4 论 SD SD 在 文 论 130 3 均匀度强度理论和已知强度理论的关系1 在 线ANB APB 线AMB APB 在 Mises OAOA=D*Rmax=( )n*RmaxmoaxOA= 2/13(2)1135 =( )n*Rmax (7)(22oax(7) Mises 线 在 线 A (a,b,b) B b a b 在 AB 线 140 论 论 ( ) A a+b) - b ) - b 线AB a+b) b 线AB 145 线 论 论 论 在 在 150
11、 论 论 论 论 论 - 线 Rmax 155 Rmax 论 线 在 http:/- 6 -中国科技论文在线线 Mohr-Coulomb 论 - =D* Rmaxct160 Mohr-Coulomb 论 线 在 线 论 )/2=D* Rmax /2 论 165 D* Rmax D* Rmax 线 在 在 在 D 1-*D W V 1 170 8 (8) 在 线 4 强度理论的试验验证文 国 论 1750204060801001200 20406080101201401 2line 1line26 C30 Fig.6 C30 concrete and granite experimental d
12、ata6中 1 MohrCoulomb JH 中C30 5 line1 180 论 论 线 论 6中 2 Westerly 6.7, line2 论 论 线 n=0.893 k=4.29 7 Gachon 8 R5300 28 中 38MPa n=0.5 185 OA=17.156 0.5 7.6,136.8,136.8 OA=165.7 ON=129.2 38,213.3,213.3 OA=214 ON=175.3ON= /2 * OA 中 http:/- 7 -中国科技论文在线190 Rmax=263.8 4 论 7中 0501015020250300 50 10 150 20 2507.
13、6experimentalvalues76theoretical values152experimentalvalues152theoreticalvalues28experimentalvalues28theoreticalvalues304experimentalvalue304theoretical value38experimental value38theoretical value图 7 Gachon 的真三轴强度试验结果 单位 MPaFig.7 Gachon true triaxial strength test results 195 1 中 HT200 9 n=0.64 Rm
14、ax=849 = 论 / 1 论 4.3%, 表 1 HT200 铸铁拉扭双轴破坏实验结果 单位 MPa200 Table 3 HT200 cast iRmaxn tension-torsion biaxial damage results unit MPaDistortion energy论 The theoretical valueError-227.9 0 227.9 217.9 -0.043-224.5 4.3 226.7 228.2 0.007-232 12.8 238.7 229.6 -0.038-235 24.8 248.3 241.9 -0.026-238 40.6 260.7
15、 259.5 -0.005-244 74.6 288.6 298.1 0.03-269.9 165.5 380.7 388.3 0.02-295.2 230.15 456.1 442.1 -0.03-318.3 318.3 551.3 528.7 -0.0418 10 中 线 Lade-Duncan 线 论 中 论 在Lade-Duncan 205 W=0.433 V=0.567 http:/- 8 -中国科技论文在线8 Fig. 8 Matsu Sako true triaxial stre s ngth test result9 Launay Gachon 8 R5-300 210 28
16、MPa MPa MPa 3cf2cf3cfMPa MPa 中 34cf5cfcfW1=0.437 V1=0.563 W2=0.436 V2 =0.564 W3=0.36 V3=0.64 论 9中 线 4.8% 论 V 线 215 9 Launay Gachon 220 Fig.9 true triaxial strength test results of Gachon and Launay5 论论 225 SD SD 论 论 1 5 2 3 230 http:/- 9 -中国科技论文在线4 SD 论 5 文 D 235 线 线 6 文 在 线 在0-1 1 0 2407 文 (8) 论在 ,
17、 线 论 8 2 3 4 线 245 线 线 D* Rmax D= *ln maxRkaoK a L=k/Rmax D=L*ln aHm4中 , +57.98)/68.8) 3% 论 250 表 2 白云岩常规三轴压缩强度 【6】 单位 MPa255 Table 2 Conventional triaxial compression strengths of Dolomite unit MPa论 The theoretical valueError0 257 85.7 257 257 -0.0001425 400 150 375 386 -0.0300145 488 192.7 443 451
18、 -0.0189865 568 232.7 503 503 -0.0002185 624 264.7 539 539.5 -0.00107105 679 296.3 574 572. 0.003022125 724 324.7 599 599 -0.000219 1中 ABC BAO=30 0ABC BAO 30 30 30 10 线AQ AB 在 线 线AQ OA 260 1 9 ABC http:/- 10 -中国科技论文在线265 10 线AQ Fig.10 The equivalent stress line on the plane参考文献 (References)270 1 论 2
19、004,34(4):529-5602 . 线 论 J 中国科 E 2004 34 11):1283-12993 . J. ,2005(1):24-294 . 线 论OL.2008-02-15.www.Paper.E5 . Mohr-Coulomb JH A. . 国275 论文 C. 2009:653-6586 . J. ,2010,29(11):2172-21847 HAIMSON C.A new true triaxial cell for testing mechanical prmaxperties of Rmaxck,and its use to determine Rmaxck s
20、trength and deformability of westerly granite J.International Journal of Rmaxck Mechanics an Mining Sciences,2000,37(2):285-296280 8 LAUNAY P,GACHON H.STrain and ultimate strength of concrete under triaxial stressesJ.Journal of American Concrete Institute,1970 67 1 269-2829 . J. ,2003,24(4)518-51910 . M. : ,2004
