一、简答题
1答:(1)如图1所示,理想弹塑性力学模型:
??E???E?s??s当???e当???e
(2)如图2所示,线性强化弹塑性力学模型:
??E????s?E1????s?当???e当???e
(3)如图3所示,幂强化力学模型:??A? (4)如图4所示,钢塑性力学模型:(a)理想钢塑性:
n??0??不确定当???s当???s
(b)线性强化钢塑性:
??0??????s?/EσBσs当???s当???sBσs
n=1σAσsAσn=1/2Bn=1/3n=0OεOεOε
图1理想弹塑性力学模型图2线性强化弹塑性力学模型图3幂强化力学模型
σAσsσBσsABOεOε
(a) (b) 图4钢塑性力学模型
2答:
屈服条件 不同处 (1)受中间应力影响 米泽斯(Mises)条件 (2)屈服函数是非线性的 (1)不受静水压力的影(3)不需要知道应力大小的次序 响 (1)不受中间应力影响 (2)应力可以互换 特雷斯卡(Tresca)条件 (2)屈服函数是线性的 (3)需要知道应力大小的次序 相同处 0p3答:根据德鲁克公设,?ij??ijd?ij?0,??0d?ijd?ijp?0。在应力空间中,可将?ij??ij作为向量?ij与向量?ij之差。由于应力主轴与应变增量主轴是重合的,因此,在应力空间中应变增量也看作是一个向量。利用向量点积的定义:
0??ij0??ij?d?ijp??ij??ij0?ijpcos??0,?为两个向量的夹角。由于?ij??ij0和?ijp都是
正值,要使上式成立,?必须为锐角,因此屈服面必须是凸的。
4 答:逆解法就是先假设物体内部的应力分布规律,然后分析它所对应的边界条件,以确定这样的应力分布规律是什么问题的解答。
半逆解法就是针对求解的问题,根据材料力学已知解或弹性体的边界形状和受力情况,假设部分应力为某种形式的函数,从而推断出应力函数,从而用方程和边界条件确定尚未求出的应力分量,或完全确定原来假设的尚未全部定下来的应力。如果能满足弹性力学的全部条件,则这个解就是正确的解答。否则需另外假定,重新求解。 二、计算题
FN??aA0?a?a?a又?a??b 则FN?P?FN??bA0
1解:对于a段有:?a?E?a,对b段有:?b?E?b?b?b?bbP a?b2解:代入公式,I1?16,I2??27,I3?0 故?1?17.5MPa,?2?0MPa,?3??1.5MPa
?0???1??2??3?/3?5.33MPa
?0?13??1??2????2??3????3??1?222?8.62MPa
3解:(1)代入公式,I1?10,I2??200,I3?0 故主应力:?1?20MPa,?2?0MPa,?3??10MPa
???1?2??32??5MPa,?2???1??32??15MPa,?3???1??22??10MPa
所以?max?15MPa
(2)代入公式,I1?60,I2?1075,I3?5250
故主应力:?1?30MPa,?2?22.1MPa,?3?7.9MPa
???1?2??32??7.1MPa,?2???1??32??11.05MPa,?3???1??22??3.95MPa
所以?max?11.05MPa
22?3????2?2??1??34 证明:将???代入中,化简得:
3?1??322?3????3将?0??2??1??2????1??3????2??3?3??1??3?222222
13??1??2????1??3????2??3?22和?max??1??32代入
?0中,化简得:?max?0??max2??1??2????1??3????2??3?3??1??3?2 所以,等式得证。
2因为?1????1,所以0????1,6?322?3????3?8 3即上式取值在0.816~0.943之间。
2?2?x??xy?2?5 解:(1)代入公式:进行验证,成立。 2?x?y?x?y?2?y(2)u?u0?wzy?A1x?C?C22A22x?A3xy?3y 22B32C2?A321??v?u?y?x(wz????)
2??x?y?22v?v0??C1?wz?x?B1y?B2xy?(3)u0?v0?0wz??C1?C2?A3l 26 解:(1)特雷斯卡(Tresca)屈服条件:?1??3?2k
?1??3??100?(?300)?200MPa
2k?2*?s2?190MPa?200MPa
所以处于塑性状态。
2(2)米泽斯(Mises)屈服条件:??1??2????2??3????1??3??2?s
222??1??2?2???2??3????1??3??60000
222?s2?72200?60000
所以处于弹性状态。
7 解:(1)验证???0,成立
4?2??2??2??0,?y?2?0,?xy????a (2)?x??y2?x?y?x(3)如下图所示:
y-ax-a

