三参数双τ~2强度理论及其应用

发布时间：2017-04-11 09:04

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【摘要】：岩石、混凝土等材料是工程建设中广泛应用的脆性材料,在土木、水利以及矿山等工程中,岩石与混凝土等材料的强度是工程设计的重要参数。但是由于岩石、混凝土等材料在工作时又往往处于比较复杂的应力状态下,所以对此类工程材料的强度理论研究具有重要的理论和工程实际意义。众多学者提出了许多不同的强度理论来分析工程材料的破坏问题,采用合理的强度理论对材料和结构的受力特点进行分析不仅会保证结构的强度,而且还避免了材料的浪费从而在经济上也减少了成本。但是,在复杂受力状态下,目前还没有哪一种强度理论适用于所有材料的破坏问题,因此对强度理论的研究是非常必要的。首先,在双τ2强度理论的基础上,考虑了中间主应力、各向同性材料和各向异性材料对材料破坏的影响,提出了一种新的强度理论。绘制了该理论的π平面和极限迹线,并与其他强度理论进行了对比分析。其次,应用三参数双τ2强度理论,分析了部分岩石、混凝土等材料在三轴挤伸、三轴挤压、双轴受压、真三轴以及σ-τ复合等多种常见应力状态下的强度问题,并与岩石与混凝土等材料的实验数据进行了对比分析,结果表明,理论预测与实验结果基本吻合,不同的材料对应不同的极限应力比α和β,即不同的材料对应不同的强度理论。最后,应用三参数双τ2强度理论对均布载荷作用下的厚壁圆筒进行了极限应力分析,充分考虑了弹塑性材料应力变化的全过程,得到了适用于拉压同性材料和拉压异性材料厚壁圆筒弹塑性变形全过程的解析解。本文对岩石、混凝土以及金属材料的理论分析表明,本文所提出的一个新的强度理论是可行的,是对强度理论体系的一种补充。
【关键词】：强度理论 复杂应力状态 各向异性材料 理论分析 实验验证
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU45;TU502
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-21
• 1.1 强度理论的发展现状9-13
• 1.2 几种材料的强度理论13-18
• 1.2.1 岩石材料强度理论13-15
• 1.2.2 混凝土材料的强度理论15-17
• 1.2.3 土的破坏准则17-18
• 1.2.4 其他材料的强度理论18
• 1.3 圆筒极限压力分析的研究现状18-20
• 1.3.1 薄壁圆筒极限压力分析的研究现状18-19
• 1.3.2 厚壁圆筒极限压力分析的研究现状19-20
• 1.4 本文的主要工作20-21
• 第2章 一个新的三参数双τ~2强度理论的建立21-29
• 2.1 概述21
• 2.2 一个新的三参数双τ~2强度理论21-23
• 2.3 三参数双τ~2强度理论的极限线23-28
• 2.4 本章小结28-29
• 第3章 三参数双τ~2强度理论的实验验证29-46
• 3.1 概述29
• 3.2 三参数双τ~2强度理论与岩石材料的对比分析29-34
• 3.2.1 σ_1>σ_2=σ_3的应力状态29-30
• 3.2.2 σ_3=0 的应力状态30-31
• 3.2.3 σ_1>0,σ_2>0,σ_3>0 的三轴应力状态31-34
• 3.3 三参数双τ~2强度理论与混凝土材料的对比分析34-40
• 3.3.1 σ_1>σ_2=σ_3的应力状态35
• 3.3.2 σ_1=σ_2>σ_3的应力状态35-36
• 3.3.3 σ_3=0 的应力状态36-38
• 3.3.4 σ_1>0,σ_2>0,σ_3>0 的三轴应力状态38-39
• 3.3.5 σ-τ 复合应力状态39-40
• 3.4 三参数双τ~2强度理论在某些金属材料中的应用40-45
• 3.4.1 薄壁压力容器的强度设计40-42
• 3.4.2 汽车主传动轴的强度设计42-45
• 3.5 本章小结45-46
• 第4章 厚壁圆筒的极限压力分析46-62
• 4.1 概述46-47
• 4.2 圆筒受均布压力下的极限压力分析47-61
• 4.2.1 只存在内压作用48-57
• 4.2.2 只存在外压作用57-61
• 4.3 本章小结61-62
• 第5章 结论与展望62-63
• 5.1 结论62
• 5.2 展望62-63
• 参考文献63-67
• 在学研究成果67-68
• 致谢68

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