题目
某低碳钢构件危险点的应力状态为三向等值拉伸,进行强度校核时宜采用( )强度理论。A. 第一B. 第二C. 第三D. 第四
某低碳钢构件危险点的应力状态为三向等值拉伸,进行强度校核时宜采用( )强度理论。
A. 第一
B. 第二
C. 第三
D. 第四
题目解答
答案
A. 第一
解析
本题考察低碳钢构件在三向等值拉伸应力状态下的强度校核理论选择,需结合材料特性与强度理论的适用范围分析:
1. 强度理论的核心思路
强度理论是针对材料破坏形式(断裂或屈服)提出的假说,用于将复杂应力状态等效为简单拉伸(或压缩)的破坏条件。不同材料的破坏形式不同:
- 脆性材料(如铸铁)通常因“断裂”破坏,适用于以正应力为主的理论(如第一、第二强度理论);
- 塑性材料(如低碳钢)通常因“屈服”破坏,适用于以剪应力或形状改变比能为主的理论(如第三、第四强度理论)。
2. 三向等值拉伸的特殊性
三向等值拉伸应力状态下,三个主应力满足 $\sigma_1 = \sigma_2 = \sigma_3 = \sigma > 0$:
- 屈服条件:根据塑性材料的屈服准则(如密赛斯屈服准则),此时形状改变比能 $u_{\phi} = 0$(因体积改变比能主导),理论上不会发生屈服;
- 破坏形式:低碳钢本为塑性材料,但三向等值拉伸时,塑性变形被抑制,最终仍因“断裂”破坏(类似脆性材料)。
3. 强度理论的适用选择
- 第一强度理论(最大拉应力理论):认为断裂由最大拉应力引起,断裂条件为 $\sigma_1 \leq [\sigma]$,适用于脆性材料的断裂破坏;
- 第二、三、四强度理论:均以屈服为破坏准则,不适用于三向等值拉伸下的断裂破坏。
因此,三向等值拉伸的低碳钢构件,强度校核应采用第一强度理论。