Постановка задачи об оценке прочности материала

Механическое поведение реальных материалов при деформации очень разнообразна и сложна. При оценке прочности элементов конструкций и сооружений необходимо учитывать и то что они работают в условиях сложного напряженного состояния. Основные виды разрушения элементов конструкций бывает хрупким и вязким.

Хрупкое разрушение материала происходит от отрыва (разрыва) волокон при незначительных, почти не заметных, остаточных деформациях. Оно вызывается действием растягивающих напряжений. Вязкое разрушение, или пластическое, происходит от сдвига (среза, соскальзывания) после развития значительных пластических деформаций. Считается, что оно вызывается действием касательных напряжений.

Разрушение, как процесс, имеет протяженность во времени. За начало процесса разрушения материала обычно принимают момент начала перехода материала из упругого состояния в пластическое состояние.

Переход материала из одного состояния в другое при увеличении внешней нагрузки называют предельным состоянием материала.  

При этом прочность материала, как таковая, считается уже исчерпанной.

Говоря о предельном состоянии, в сопротивления материалов имеют в виду, прежде всего, предельное напряженное состояние материала. При одноосном растяжении) или сжатии, а также при чистом сдвиге, напряженное состояние оценивается лишь одним компонентом: нормальным или касательным напряжением. В этих случаях наступление предельного состояния определяется величиной предельного (или опасного) напряжения или , которые находят опытным путем по результатам заводских испытаний на растяжение, сжатие или в условиях чистого сдвига.

Существенные трудности с оценкой прочности возникают в тех случаях, когда не равны нулю два или все три главных напряжения. Нельзя же испытывать материал при всех отношениях, и , которых бесконечно много. Дополнительные трудности состоят в том, что подобные механические испытания проводят на уровне научного эксперимента и для описания свойств материала необходимо хранить огромную информацию. Следовательно, для предсказания условий перехода материала в предельное состояние требуется метод, который давал бы оценку меры прочности для любого сложного напряженного состояния, но при ограниченном числе механических испытаний материала. Таким методом служит содержание специальных теорий: теорий предельных напряженных состояний или теорий прочности.

Дата добавления: 2014-01-15