·材料的弹性模量E未发生变化。 材料的比例极限、弹性极限均有所提高。 由于已经发生了应变硬化,材料的韧性将会有所降低 11单向压缩时材料的力学行为 大多数韧性材料在单向压缩荷载作用下,可表现为与单向拉伸时相同的弹性模量以及 相同的屈服应力,图7-6a中所示为低碳钢拉伸与压缩时应力应变曲线的比较。不难看出, 在屈服之后,二者表现出很大的差异。更重要的是,压缩时由于横截面面积不断增加,试 样横截面上的真实应力很难达到材料的强度极限,因而不会发生断裂 对于脆性材料,承受压缩荷载时,试样内部原有裂纹不是被张开而是被闭合,从而使 断裂不易发生,因而这类材料压缩时具有比拉伸时高得多的强度极限。更重要的是,这类 材料在压缩时会表现出明显的塑性变形,而且所发生的失效也不再是脆性断裂,例如灰铸 铁试样压缩后会变成鼓形,最后沿着与轴线约成450角的斜面剪断,如图7-6b所示 a/MP: a)低碳钢压缩时的应力一应变曲线 (b)灰铸铁压缩时的应力一应变曲线 图7-6两种材料压缩时应力一应变曲线 12材料在单向应力状态下的失效准则 根据以上分析,不难看到,当材料发生屈服或断裂时都会使之丧失正常功能,这种现 象称为失效。当然,对于某些不很重要的构件或元件,如果允许出现一定的塑性变形,则 可以不将屈服视为失效,而将最后断裂作为失效 因此,对于脆性材料,在单向拉伸应力状态下,其失效形式为断裂,故失效判据为 对于韧性材料,在单向拉伸应力状态下,若将屈服视为失效,则有 (7-2) 若将断裂视为失效,则失效判据与式(7-1)相同。 需要指出的是,本节所论及的失效形式,都是单向应力状态下的行为。材料的失效形式 (屈服还是断裂)不仅与材料性能(韧性还是脆性)有关,而且与材料所处的应力状态有关。例 如,在三向拉伸应力状态下,韧性材料也会发生脆性断裂;而在三向压缩应力状态下,脆性 材料也能表现出屈服行为。 §72构件失效概念与失效分类 设计者设计构件或元件时,都要根据设计要求使它们具有确定的功能。在某些条件下, 例如过大的荷载或过高的温度,构件或元件有可能丧失它们应有的功能,此即构件或元件的 失效。因此,可以定义为,由于材料的力学行为而使构件丧失正常功能的现象,称为构件失 效6 ·材料的弹性模量 E 未发生变化。 ·材料的比例极限、弹性极限均有所提高。 ·由于已经发生了应变硬化，材料的韧性将会有所降低。 11 单向压缩时材料的力学行为 大多数韧性材料在单向压缩荷载作用下，可表现为与单向拉伸时相同的弹性模量以及 相同的屈服应力，图 7-6a 中所示为低碳钢拉伸与压缩时应力-应变曲线的比较。不难看出， 在屈服之后，二者表现出很大的差异。更重要的是，压缩时由于横截面面积不断增加，试 样横截面上的真实应力很难达到材料的强度极限，因而不会发生断裂。 对于脆性材料，承受压缩荷载时，试样内部原有裂纹不是被张开而是被闭合，从而使 断裂不易发生，因而这类材料压缩时具有比拉伸时高得多的强度极限。更重要的是，这类 材料在压缩时会表现出明显的塑性变形，而且所发生的失效也不再是脆性断裂，例如灰铸 铁试样压缩后会变成鼓形，最后沿着与轴线约成 450 角的斜面剪断，如图 7-6b 所示。 12 材料在单向应力状态下的失效准则 根据以上分析，不难看到，当材料发生屈服或断裂时都会使之丧失正常功能，这种现 象称为失效。当然，对于某些不很重要的构件或元件，如果允许出现一定的塑性变形，则 可以不将屈服视为失效，而将最后断裂作为失效。 因此，对于脆性材料，在单向拉伸应力状态下，其失效形式为断裂，故失效判据为  =  b （7-1） 对于韧性材料，在单向拉伸应力状态下，若将屈服视为失效，则有  =  s （7-2） 若将断裂视为失效，则失效判据与式(7-1)相同。 需要指出的是，本节所论及的失效形式，都是单向应力状态下的行为。材料的失效形式 (屈服还是断裂)不仅与材料性能(韧性还是脆性)有关，而且与材料所处的应力状态有关。例 如，在三向拉伸应力状态下，韧性材料也会发生脆性断裂；而在三向压缩应力状态下，脆性 材料也能表现出屈服行为。 §7-2 构件失效概念与失效分类 设计者设计构件或元件时,都要根据设计要求,使它们具有确定的功能。在某些条件下, 例如过大的荷载或过高的温度,构件或元件有可能丧失它们应有的功能，此即构件或元件的 失效。因此，可以定义为，由于材料的力学行为而使构件丧失正常功能的现象，称为构件失 效