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空间应力状态下的最大应力分析

时间:2023-06-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:在实际工程中,三向应力状态的例子也是很多的。图5.21三向应力状态的分析比较复杂,这里只介绍三向应力状态下的最大应力。由图所示的应力圆可知,三向应力状态下的最大主应力σ1是各不同方向截面上正应力中的最大值,而最小主应力σ3则是最小值。因而三向应力状态的最大正应力和最大切应力分别为σmax=σ1,σmin=σ3,,τmax的作用面与σ1、σ3所在平面成45°角,且与σ2所在平面垂直,如图5.22所示。

空间应力状态下的最大应力分析

在实际工程中,三向应力状态的例子也是很多的。例如在地层一定深度处所取的单元体,竖向受到地层的压力,4个侧面受到水平压力,因而3个主应力都不等于零,这是三向受压的应力状态,如图5.21(d)所示;几乎所有物体之间的局部接触点处都是三向应力状态。例如滚珠轴承中钢球与内环的接触点处[图5.21(a)]、圆柱与圆柱的接触点处[图5.21(b)]。

图5.21

三向应力状态的分析比较复杂,这里只介绍三向应力状态下的最大应力。

假设已知构件内一点的三向应力状态单元体如图5.22所示,首先分析与σ3平行的斜截面上的应力,取楔形体如图5.22(b)所示,不难看出,这种斜截面上的应力与σ3无关,而仅仅决定于σ1和σ2。故可由σ1和σ2所作出的应力圆确定如图5.22(c)所示。同理,在与σ2和σ1平行的各截面上的应力,则可分别由σ1、σ3或σ2、σ3所作出的应力圆确定,如图5.22(c)所示。(www.xing528.com)

进一步的理论分析证明,对于与3个主应力都不平行的任意斜截面(图5.22中的egf截面)上的应力σ和τ相应的点D,必然在由上述3个应力圆所围成的阴影区域以内[图5.22(c)]。

由图所示的应力圆可知,三向应力状态下的最大主应力σ1是各不同方向截面上正应力中的最大值,而最小主应力σ3则是最小值。因而三向应力状态的最大正应力和最大切应力分别为σmax=σ1,σmin=σ3,τmax的作用面与σ1、σ3所在平面成45°角,且与σ2所在平面垂直,如图5.22(c)所示。

图5.22

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