1、第11章 強(qiáng)度失效分析與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則11-1對(duì)于建立材料在一般應(yīng)力狀態(tài)下的失效判據(jù)與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，試選擇如下合適的論 述。(A) 逐一進(jìn)行試驗(yàn)，確定極限應(yīng)力；(B) 無需進(jìn)行試驗(yàn)，只需關(guān)于失效原因的假說；(C) 需要進(jìn)行某些試驗(yàn)，無需關(guān)于失效原因的假說；(D) 假設(shè)失效的共同原因，根據(jù)簡(jiǎn)單試驗(yàn)結(jié)果。 正確答案是D_。習(xí)題11-2、11-3圖11- 2對(duì)于圖示的應(yīng)力狀態(tài)( I )若為脆性材料， 試分析失效可能發(fā)生在：(A) 平行于x軸的平面；(B) 平行于z軸的平面；(C) 平行于Oyz坐標(biāo)面的平面；(D) 平行于Oxy坐標(biāo)面的平面。 正確答案是_C_。11- 3對(duì)于圖示的應(yīng)力狀態(tài)，若。丫,且為韌性材料

2、，試根據(jù)最大切應(yīng)力準(zhǔn)則，失效可能發(fā)生在：(A) 平行于y軸、其法線與x軸的夾角為45的平面， 或平行于x軸、其法線與y軸的夾角為45的平面內(nèi)；(B) 僅為平行于y軸、法線與z軸的夾角為45的平面；(C) 僅為平行于z軸、其法線與x軸的夾角為45的平面;(D) 僅為平行于x軸、其法線與y軸的夾角為45的平面。 正確答案是_A_。11-4承受內(nèi)壓的兩端封閉的圓柱狀薄壁容器，由脆性材料制成。試分析因壓力過大 表面出現(xiàn)裂紋時(shí)，裂紋的可能方向是：(A) 沿圓柱縱向；(B) 沿與圓柱縱向成 45角的方向；(C) 沿圓柱環(huán)向；(D) 沿與圓柱縱向成 30角的方向。正確答案是_A_。校核：1.2.11-5構(gòu)件

3、中危險(xiǎn)點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)如圖所示。試選擇合適的準(zhǔn)則對(duì)以下兩種情形作強(qiáng)度構(gòu)件為鋼制45MPa , Cy = 135MPa，二z= 0 , -xy = 0, 拉伸許用應(yīng)力丨日=160MPa。構(gòu)件材料為鑄鐵；二=20MPa ,6= 25MPa，匚z = 30MPa ,-xy = 0,解： r3 =5 YT3 135MPa Vg 強(qiáng)度滿足。2.礙=6 =30MPa =【強(qiáng)度滿足。11-6對(duì)于圖示平面應(yīng)力狀態(tài)，各應(yīng)力分量的可能組合有以下幾種情形，試按最大切 應(yīng)力準(zhǔn)則和形狀改變比能準(zhǔn)則分別計(jì)算此幾種情形下的計(jì)算應(yīng)力。1. G = 40MPa ,6 = 40 MPa , xy = 60 MPa ；2. G = 6

4、0MPa , 6 二MPa, xy=YMPa ；3.=/0MPa,4.=0,=0,Cx+c解:1.Q2G = 50 MPa , xy = 0；xy = 45 MPa。y X -；y 22-(2)2Xy =40_60門=100 MPa ,二2 = 0,二二 MPa；r3 -；1 -；3 =120 MPa1 2 2 2:-r4(100 20120 ) =111.4T2MPaT一三 l_,(Gy)2 .Xy =_10_.702 4022.2 2門=70.6 MPa，：72= 0 , ；3 一 -90.6 MPa ；r3 U -；3 =162MPa12 2 2:一4(70.690.6161.2 ) =

5、1402MPa3.C1 = 50 MPa , n = 0, G =/0MPaG =90MPaCr4=(502 402 902) =78.1MPa4.二二 45MPa,= 45 MPa, ；72 = 0,；二=/5MPa03 =90MPaCr4:4 = - 3 xy =77.9 抽卩玄)=1 (452452902) =77.92MPa (11 7 鋼制零件上危險(xiǎn)點(diǎn)的平面應(yīng)力狀態(tài)如圖所示。已知材料的屈服應(yīng)力330MPa。試按最大切應(yīng)力準(zhǔn)則，確定下列情形下是否發(fā)生屈服，并對(duì)于不屈服的情形確定 它們的安全因數(shù)。1.二0 =207 MPa;2.；0 =248 MPa;3.-0 :=290 MPa。解:1

6、.門=207 MPa習(xí)題11-7、11-8圖打八 2、y ；X 2)2 X-207 _103 二1 = 0,匚2 =04MPa，匚3 二 10 MPa:r3 310 MPa ：s330ns1.0653102. C0 = 248 MPa ； -= -248.103二1 = 0,二2 = 45 MPa,二3 二七51 MPa6 =351 MPa 3. 航=290 MPa。；- -290 .1103門=0, ；d “87 MPa，:二二七93 MPa6 393 MPa -11 8試根據(jù)形狀改變比能準(zhǔn)則，重解習(xí)題11 7。解:1.1 2 2 2074-CT3)+(03 CT1)二 1 (1042 -

7、2062 - 3102) =273 :2ns3301.212732.64 =J】(1452 +2062 +3512) =3062MPa:Cs3.ns 單=1.08306-r418722062 3932) =341_MPa Rs11 9鋼制構(gòu)件上危險(xiǎn)點(diǎn)的平面應(yīng)力狀態(tài)如圖所示。MPa。試按形狀改變比能準(zhǔn)則，確定下列情形下是否發(fā)生屈服，并對(duì)于不發(fā)生屈服的情形確 定它們的安全因數(shù)。1.2.3.0 = 60 MPa ；0 = 120 MPa ；0 = 130 MPa。解:1.0 = 60 MPaE J J(啓 嚴(yán) J +y =190 土J502 光02 =190 78.1二1= 268 MPa , G=

8、 112 MPa，二3 = 0 門4 二 1 (1 5 61 1 22 6 8) =2*23 3_MPa心300 彳 ccns1.292332.0 = 120 MPa；T90 4502 1202 =190 _130d 320 MPa，:72 = 60 MPa, 2二3 = 0I222一 (260 2602 - 3202 ) =295MPa:Cs300 彳 ccns1.022953.0 = 130 MPa:二=190 二 502 1 3 0 =1 9 0 1 3 9門=329 MPa，:72 = 51 MPa, ；73 = 0_ 1_，21 (27825123292) =307MPa 11 10

9、解:1.試根據(jù)最大切應(yīng)力準(zhǔn)則重解習(xí)題11 9。；r3=268 MPa ；sns3001.122.6 = 320 MPa6 = 329 MPa已知材料的屈服應(yīng)力為300T1111鋁合金制成的零件上危險(xiǎn)點(diǎn)處的平面應(yīng)力狀態(tài)如圖所示。材料的屈服應(yīng)力 250MPa。試按下列準(zhǔn)則分別確定其安全因數(shù)。1. 最大切應(yīng)力準(zhǔn)則；2 形狀改變比能準(zhǔn)則。二二寧2y90 120290 -120)2362解:1.=105 _39二1= 144 MPa ,二2 = 66 MPa ,6 = 0；3 = 144 MPans31442.(1 2 2 2 (7866144 ) =125習(xí)題11-11圖ns4 二型=2.012511

10、 12鋁合金制成的零件上危險(xiǎn)點(diǎn)的平面應(yīng)力狀態(tài)如圖所示。已知材料的屈服應(yīng)力二=250MPa。試按下列準(zhǔn)則分別確定其安全因數(shù)。1形狀改變比能準(zhǔn)則；2. 最大切應(yīng)力準(zhǔn)則。120 -30120 30 2 *2()亠 3645 二83.2解：22門=128.2 MPa , -3 n-MPa, 亠 012 2 2Cr4(166.4 38.2128.2 )二 1511. 2MPa250ns41.6561512. 6=166.4 MPa250 彳匸門ns31.50166.4習(xí)題11-12圖11 13 鋁合金制成的零件上某一點(diǎn)處的平面應(yīng)力狀態(tài)如圖所示，其屈服應(yīng)力 280MPa。試按最大切應(yīng)力準(zhǔn)則確定。1. 屈服

11、時(shí)的G的代數(shù)值；2. 安全因數(shù)為1.2時(shí)的二y值。80 * Cy80 - ；y 一；一 +l( 解：1 .設(shè)：280+dy280r.；y 222 ) 1002)2 偵2G = 0酉3 =80 J j(80 Jy )2 右 002 Rs =280得 G = 230 MPa80 三.，(807)2.10。2設(shè):試:80；-y80-；-y 222 2 y r(F)+10080 -；y 22；-3 =2.(y )2 1002 =280 2G 16MpaG = 230 MPa 或 G =-116MPa解:80 ；_-y80 _；_-y 22280y +J( )2 +1002 =2 2 1.2f 80 -

12、;y 222 8 0z_2，( 2 ) -10-Ti,或G= 168 MPa 或二y =/MPaG = 168 MPaG -4MPa11 14 兩種應(yīng)力狀態(tài)分別如圖a和b所示，若二者的；、.數(shù)值分別相等，且1 11。1 應(yīng)用最大切應(yīng)力準(zhǔn)則分別計(jì)算兩種情 形下的計(jì)算應(yīng)力=3 ；2.應(yīng)用形狀改變比能準(zhǔn)則，判斷何者較 易發(fā)生屈服，并寫出它們的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。2十孑=CT2 +4er解: 1. (a) _2-r3 =2習(xí)題11-14圖(b)Ci2.( a)r4=譏!2 +3# gCTCr4石心一2 +4# +Q卄)2 =Jr2 +3# 蘭問(b)用形狀改變比能，相當(dāng)應(yīng)力相同。11 15薄壁圓柱形鍋爐容器的平

13、均直徑為1250mm，最大內(nèi)壓強(qiáng)為 23個(gè)大氣壓(1個(gè)大氣壓0.1MPa),在高溫下工作時(shí)材料的屈服應(yīng)力 試按最大切應(yīng)力準(zhǔn)則設(shè)計(jì)容器的壁厚。Cs= 182.5MPa。若規(guī)定安全因數(shù)為1.8,干PD- _PD解：2t , 4t ，-3 -0PD 遼；二3 一：1；二|2tns習(xí)題11-15解圖壁厚:PD2【二_ pD ns-2G2.3 1250 1.82 X182.5= 14.2mm-PD_2；.二 2PD解:1.PDCr3 :2J.上_ :飛ns.2、；二2 14 400Dns1800 6.0PC3 =0=1.037MPa2.(PD)2PD)W,3pD4：.4Psi 3 Dn s4 14 4

14、0 0 . 3 1 8 0 06.0=1.1 9 7MPa以下無正文僅供個(gè)人用于學(xué)習(xí)、研究；不得用于商業(yè)用途to員bkogA.nrogeHKO TOpMenob3ymm aoadyHeHuac egoB u HHuefigoHMucno 員 B3OBaTbCEb KOMMepqeckuxqe 員 ex.For personal use only in study and research; not for commercial use.Nur f u r den pers?nlichen f u r Studien, Forschung, zu kommerziellen Zwecken ve

15、rwendetwerden.Pour l e tude et la recherche uniquementa des fins personnelles; pasa des fins commerciales.以下無正文僅供個(gè)人用于學(xué)習(xí)、研究；不得用于商業(yè)用途。For personal use only in study and research; not for commercial use.僅供個(gè)人用于學(xué)習(xí)、研究；不得用于商業(yè)用途Nur f u r den pers?nlichen f u r Studien, Forschung, zu kommerziellen Zwecken verwendet werden.Pour l e tude et la recherche uniquem