第一章弹塑性力学基础
1.1什么是偏应力状态?什么是静水压力状态?举例说明?
解:静水压力状态时指微六面体的每个面只有正应力作用,偏应力状态是从应力状态中扣除静水压力后剩下的部分。
1.2对照应力张量与偏应力张量,试问:两者之间的关系?两者主方向之间的关系?
。解:两者主方向相同。
。
1.3简述应力和应变Lode参数定义及物理意义:
解:μσ的定义、物理意义:
;
1)表征Sij的形式;2)μσ相等,应力莫尔圆相似,Sij形式相同;3)由μσ可确定
S1:S2:S3。
1.4设某点应力张量
的分量值已知,求作用在过此点平面上的应
力矢量
,并求该应力矢量的法向分量。
解:该平面的法线方向的方向余弦为
而应力矢量的三个分量满足关系
而法向分量满足关系最后结果为:
1.5利用上题结果求应力分量为时,过平面x十3y十z=1处的应力矢量,及该矢量的法向分量及切向分量。
解:求出后,可求出及,再利用关系
可求得。
最终的结果为,
1.6已知应力分量为,其特征方程为三次多项式,求b,c,d。如设法作变换,把该方程变为形式
xf+px+q=0,求以及x与。的关系。解:求主方向的应力特征方程为
式中:J,J3,J,是三个应力不变量,并有公式
代入已知量得必=-14,c=?,=1$2
为了使方程变为cardan形式,可令I=x-产代入,正好项被抵消,并可得关系
代入数据得p=-178好x-53.3333,g=16.7407,x=T-143
1.7已知应力分量中,求三个主应力。解:在时容易求得三个应力不变量为,
,特征方程变为
求出三个根,如记
,则三个主应力为
记
1.8已知应力分量ts=0.1o;,o;是材料的屈服极限,求必,及主应力。
解:先求平均应力o-04o,,再求应力偏张量,s,=-0.2a;,
,,,。由此求得:
然后求得:r-o,/,sin330--03949,解出8--0135aad
s,=rsin(8+23T3=0.5344u;
然后按大小次序排列得到
,,
1.9已知应力分量中Gi=,=G=t,=0,求三个主应力qi=1,2.3),以及每个
主应力所对应的方向余弦。
解:特征方程为记,则其解为,
,。对应于o;的方向余弦,,应满足下列关系
(a)
(b)
(c)
由(a),(b)式,·11得,,代入(c)式,得
,由此求得
对,,代入得对rea,ad,代入得
对,,代入得
1.10当T=Tg=0时,证明成立。
解:
由
,移项之得
证得
第五章简单应力状态的弹塑性问题
5.1简述Bauschinger效应:
解:拉伸塑性变形后使压缩屈服极限降低的现象
5.2在拉杆中,如果品和为为试件的原始截面积和原长,而F和为拉伸后的截
面积和长度。则截面收缩率为,而应变,试证明当体积不变
时,有这样的关系:(1+e)(1-o)=1证明::体积不变,则有
证毕!
5.3对于线性弹塑性随动强化模型,若,试求
(1)、已知给定应力路径为,求对应的应变值。
(2)、已知给定应变路径为,求对应的应力值。
(1)解:①、o=0,
;②、
,
;④、,③、o=0
;④、
,
⑤、o-n,
(2)解:①、e=0,o-0;②、E=41E;,
③、e=0,;
④、,
⑤、e=0,
5.4在拉伸试验中,伸长率为,截面收缩率为,其中和为试件的初始横截面面积和初始长度,试证当材料体积不变时有如下关系:
证明:将和的表达式代入上式,则有
5.5为了使幂强化应力-应变曲线在时能满足虎克定律,建议采用以下应力
-应变关系:
(1)为保证及在处连续,试确定、值。
(2)如将该曲线表示成形式,试给出o(e)的表达式。解:(1)由在处连续,有
(a)由在es,处连续,有
(a)、(b)两式相除,有
(b)
:-e,(i-)(c)
由(a)式,有
(d)
(2)取o-Be[i-a(e)]形式时,当:o(e)=即o-BS
当:应力相等,有