如何通俗易懂地解释材料力学中的四个古典强度理论?

如何通俗易懂地解释材料力学中的四个古典强度理论?

四大强度理论,因缘聚合,生发的时间有先有后。

若把其分别对应四种武器的话,我想应该是,石头、戈矛、飞虹剑、紫薇软剑。

很明显,石头,戈矛脆性;飞虹剑和紫薇软剑韧性材料;武器越来越好,理论越来越优。

四大强度理论内容的对比,详见下表:

现实生活中,材料失效是因为受复杂的力,拉压弯扭同时存在。可能八万四千种变化,变中找到不变,才可得道(规律)。

从“人猿相揖别,只几个石头磨过”到“王于兴师,修我戈矛,与子同仇”再到李牧腰悬飞虹剑说“今日我躯归故里,他朝君体也相同”,最后到独孤求败弃至山谷的紫薇软剑。

人们长期实践,根据复杂应力破坏时的一些现象,通过去粗取精,去伪存真,由此及彼,由表及里,提出破坏机理的假说,以假求真,利用材料在单向应力状态的实验资料建立了强度理论。

以简单单向对付复杂多向。好比是,开车在路上发生事故各式各样。有的追尾前车,有的爬向灯杆,有的骑在马路牙子上,高速撞击时安全气囊都能打开。车出厂前工程师会对车辆气囊安全性随机抽检,其方法是以一个速度直直地撞向墙体,气囊都能打开,说明合格;而非实验所有事故情形。

好比是,比赛中足球进门方式各式各样,有的凌空,有的贴地,有的撞球门后反弹。门线技术的引进,使得进球评判更准确。临比赛前,工作人员检验门线仪器是否合格,只要以一个方向推向球门即可。难道要求工作人员花式进球来检验合格吗?

因为抽象所以一般,因为抽象所以深刻。

最后,附上强度理论的表述,以便受持读诵:

第一强度理论,无论材料处于什么应力状态只要发生了脆性破坏断裂,其共同原因都是由于微单元体内的最大拉应力(TENSILE STRESS)达到某个共同的极限值。

第二强度理论,无论材料处于什么应力状态只要发生了脆性破坏断裂,其共同原因都是由于微单元体内的最大拉应变(TENSILE STRAIN)达到某个共同的极限值。

第三强度理论,无论材料处于什么应力状态只要发生了屈服,其共同原因都是由于微单元体内的最大切应力(SHEARING STRESS)达到某个共同的极限值。

第四强度理论,无论材料处于什么应力状态只要发生了屈服,其共同原因都是由于微单元体的形状改变能密度(STRAIN-ENERGY DENSITY)达到某个共同的极限值。