材料力學(xué)材料力學(xué)第十五章材料力學(xué)的進(jìn)一步問題一低周疲勞二工程斷裂問題三極限設(shè)計(jì)四新材料的材料力學(xué)概述第十五章材料力學(xué)的進(jìn)一步問題一低周疲勞二工程斷裂問題三第一節(jié)低周疲勞圖15-1第一節(jié)低周疲勞圖15-1低周疲勞是一個(gè)重要的問題。一方面有不少工程構(gòu)件在整個(gè)壽命中只受到有限次數(shù)的交變載荷。另一方面大多數(shù)構(gòu)件上都有如孔、槽、過渡圓角等應(yīng)力集中因素存在，構(gòu)件周期受載時(shí)，總體上雖處于彈性范圍內(nèi)，但在應(yīng)力集中區(qū)的材料往往已進(jìn)入塑性變形狀態(tài)，在總體應(yīng)力水平較高時(shí)更是如此。材料的低周疲勞性能研究，能較充分地揭示在大應(yīng)變尤其是塑性應(yīng)變產(chǎn)生時(shí)，裂紋的形成、發(fā)展，以致疲勞斷裂的機(jī)理，故低周疲勞也常稱為應(yīng)變疲勞。低周疲勞是一個(gè)重要的問題。一方面有不少工程構(gòu)件在整個(gè)壽命中只材料力學(xué)第十五章課件材料力學(xué)第十五章課件材料力學(xué)第十五章課件圖15-3圖15-3第二節(jié)工程斷裂問題斷裂力學(xué)的分析要從分析含裂紋的構(gòu)件或材料中裂紋附近尤其是裂紋端點(diǎn)附近的應(yīng)力場(chǎng)和應(yīng)變場(chǎng)開始，然后建立表征裂紋擴(kuò)展和斷裂的新判據(jù)。第二節(jié)工程斷裂問題斷裂力學(xué)的分析要從分析含裂紋的構(gòu)件或材圖15-4圖15-4材料力學(xué)第十五章課件圖15-5圖15-5材料力學(xué)第十五章課件材料力學(xué)第十五章課件材料力學(xué)第十五章課件材料力學(xué)第十五章課件圖15-6圖15-6材料力學(xué)第十五章課件材料力學(xué)第十五章課件材料力學(xué)第十五章課件圖15-7圖15-7材料力學(xué)第十五章課件第三節(jié)極限設(shè)計(jì)利用材料的非彈性性質(zhì)可以提高結(jié)構(gòu)的承載能力，提高經(jīng)濟(jì)性。這樣的方法稱為塑性分析與設(shè)計(jì)，或極限設(shè)計(jì)。圖15-8第三節(jié)極限設(shè)計(jì)利用材料的非彈性性質(zhì)可以提高結(jié)構(gòu)的承載能力材料力學(xué)第十五章課件（a）

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（c）

（d）圖15-9（a）（b）材料力學(xué)第十五章課件圖15-10圖15-10材料力學(xué)第十五章課件材料力學(xué)第十五章課件（a）

（b）圖15-11（a）材料力學(xué)第十五章課件材料力學(xué)第十五章課件第四節(jié)新材料的材料力學(xué)概述一、復(fù)合材料概述所謂復(fù)合材料（compositematerials），通常是指兩種或兩種以上互不相溶（熔）的材料通過一定的方式組合成的一種新型材料。第四節(jié)新材料的材料力學(xué)概述一、復(fù)合材料概述所謂復(fù)合材料（纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（見圖15-12）是以韌性好的金屬或塑料為基體將纖維（fibre，filament）材料鑲嵌在其中，兩者牢固地黏結(jié)成整體。纖維材料可以是玻璃、碳、硼、石棉或其他高強(qiáng)度脆性材料。圖15-12纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（見圖15-12）是以韌性好的金屬或塑料為基二、單層纖維復(fù)合材料的彈性模量1．垂直于纖維方向的彈性模量圖15-13所示為兩種材料黏結(jié)而成的復(fù)合材料拉桿，這是用來確定垂直于纖維方向彈性模量的串聯(lián)模型。圖15-13二、單層纖維復(fù)合材料的彈性模量1．垂直于纖維方向的彈性模量圖材料力學(xué)第十五章課件材料力學(xué)第十五章課件2．平行于纖維方向的彈性模量圖15-14（a）所示為沿著平行于纖維方向加載的單層纖維增強(qiáng)復(fù)合材料直桿。為了確定平行于纖維方向的彈性模量，可以作如下設(shè)想：將復(fù)合材料桿中的纖維材料與基體材料分別歸結(jié)為長度相同、橫截面面積不同的兩根直桿，兩者組成一超靜定結(jié)構(gòu)，并且沿著桿件的軸線方向施加軸向載荷，如圖15-14（b）所示。

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（b）圖15-142．平行于纖維方向的彈性模量圖15-14（a）所示為沿著平行材料力學(xué)第十五章課件材料力學(xué)第十五章課件材料力學(xué)第十五章課件材料力學(xué)第十五章課件3．纖維增強(qiáng)效應(yīng)（1）復(fù)合材料的名義應(yīng)力與纖維和基體中的實(shí)際應(yīng)力3．纖維增強(qiáng)效應(yīng)（1）復(fù)合材料的名義應(yīng)力與纖維和基體中的實(shí)際（2）增強(qiáng)效應(yīng)圖15-15（2）增強(qiáng)效應(yīng)圖15-15材料力學(xué)第十五章課件圖15-16圖15-16材料力學(xué)第十五章課件4．高分子材料概述高分子材料是指以高分子化合物為基礎(chǔ)的材料，由相對(duì)分子質(zhì)量較高的化合物構(gòu)成。高分子材料按來源可分為天然、半合成和合成高分子材料，按特性可分為橡膠、纖維、塑料、高分子膠粘劑、高分子涂料和高分子基復(fù)合材料等。4．高分子材料概述高分子材料是指以高分子化合物為基礎(chǔ)的材料，習(xí)題（詳見課本）習(xí)題（詳見課本）THEENDTHEEND材料力學(xué)材料力學(xué)第十五章材料力學(xué)的進(jìn)一步問題一低周疲勞二工程斷裂問題三極限設(shè)計(jì)四新材料的材料力學(xué)概述第十五章材料力學(xué)的進(jìn)一步問題一低周疲勞二工程斷裂問題三第一節(jié)低周疲勞圖15-1第一節(jié)低周疲勞圖15-1低周疲勞是一個(gè)重要的問題。一方面有不少工程構(gòu)件在整個(gè)壽命中只受到有限次數(shù)的交變載荷。另一方面大多數(shù)構(gòu)件上都有如孔、槽、過渡圓角等應(yīng)力集中因素存在，構(gòu)件周期受載時(shí)，總體上雖處于彈性范圍內(nèi)，但在應(yīng)力集中區(qū)的材料往往已進(jìn)入塑性變形狀態(tài)，在總體應(yīng)力水平較高時(shí)更是如此。材料的低周疲勞性能研究，能較充分地揭示在大應(yīng)變尤其是塑性應(yīng)變產(chǎn)生時(shí)，裂紋的形成、發(fā)展，以致疲勞斷裂的機(jī)理，故低周疲勞也常稱為應(yīng)變疲勞。低周疲勞是一個(gè)重要的問題。一方面有不少工程構(gòu)件在整個(gè)壽命中只材料力學(xué)第十五章課件材料力學(xué)第十五章課件材料力學(xué)第十五章課件圖15-3圖15-3第二節(jié)工程斷裂問題斷裂力學(xué)的分析要從分析含裂紋的構(gòu)件或材料中裂紋附近尤其是裂紋端點(diǎn)附近的應(yīng)力場(chǎng)和應(yīng)變場(chǎng)開始，然后建立表征裂紋擴(kuò)展和斷裂的新判據(jù)。第二節(jié)工程斷裂問題斷裂力學(xué)的分析要從分析含裂紋的構(gòu)件或材圖15-4圖15-4材料力學(xué)第十五章課件圖15-5圖15-5材料力學(xué)第十五章課件材料力學(xué)第十五章課件材料力學(xué)第十五章課件材料力學(xué)第十五章課件圖15-6圖15-6材料力學(xué)第十五章課件材料力學(xué)第十五章課件材料力學(xué)第十五章課件圖15-7圖15-7材料力學(xué)第十五章課件第三節(jié)極限設(shè)計(jì)利用材料的非彈性性質(zhì)可以提高結(jié)構(gòu)的承載能力，提高經(jīng)濟(jì)性。這樣的方法稱為塑性分析與設(shè)計(jì)，或極限設(shè)計(jì)。圖15-8第三節(jié)極限設(shè)計(jì)利用材料的非彈性性質(zhì)可以提高結(jié)構(gòu)的承載能力材料力學(xué)第十五章課件（a）

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（d）圖15-9（a）（b）材料力學(xué)第十五章課件圖15-10圖15-10材料力學(xué)第十五章課件材料力學(xué)第十五章課件（a）

（b）圖15-11（a）材料力學(xué)第十五章課件材料力學(xué)第十五章課件第四節(jié)新材料的材料力學(xué)概述一、復(fù)合材料概述所謂復(fù)合材料（compositematerials），通常是指兩種或兩種以上互不相溶（熔）的材料通過一定的方式組合成的一種新型材料。第四節(jié)新材料的材料力學(xué)概述一、復(fù)合材料概述所謂復(fù)合材料（纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（見圖15-12）是以韌性好的金屬或塑料為基體將纖維（fibre，filament）材料鑲嵌在其中，兩者牢固地黏結(jié)成整體。纖維材料可以是玻璃、碳、硼、石棉或其他高強(qiáng)度脆性材料。圖15-12纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（見圖15-12）是以韌性好的金屬或塑料為基二、單層纖維復(fù)合材料的彈性模量1．垂直于纖維方向的彈性模量圖15-13所示為兩種材料黏結(jié)而成的復(fù)合材料拉桿，這是用來確定垂直于纖維方向彈性模量的串聯(lián)模型。圖15-13二、單層纖維復(fù)合材料的彈性模量1．垂直于纖維方向的彈性模量圖材料力學(xué)第十五章課件材料力學(xué)第十五章課件2．平行于纖維方向的彈性模量圖15-14（a）所示為沿著平行于纖維方向加載的單層纖維增強(qiáng)復(fù)合材料直桿。為了確定平行于纖維方向的彈性模量，可以作如下設(shè)想：將復(fù)合材料桿中的纖維材料與基體材料分別歸結(jié)為長度相同、橫截面面積不同的兩根直桿，兩者組成一超靜定結(jié)構(gòu)，并且沿著桿件的軸線方向施加軸向載荷，如圖15-14（b）所示。

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（b）圖15-142．平行于纖維方向的彈性模量圖15-14（a）所示為沿著平行材料力學(xué)第十五章課件材料力學(xué)第十五章課件材料力學(xué)第十五章課件材料力學(xué)第十五章課件3．纖維增強(qiáng)效應(yīng)（1）復(fù)合材料的名義應(yīng)力與纖維和基體中的實(shí)際應(yīng)力3．纖維增強(qiáng)效應(yīng)（1）復(fù)合材料的名義應(yīng)力與纖維和基體中的實(shí)際（2）增強(qiáng)效應(yīng)圖15-15（2）增強(qiáng)效應(yīng)圖15-15材料力學(xué)第十五章課件圖15-1