应用弹塑性力学 李同林 第四章

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故得:

也即

由全量理论式(4-84)及μ=1/2,

=0,

,得:

习 题

4-1 试证明在弹性变形时,关于一点的应力状态,下式成立。

1(1) ?8??8; (2) ??k? (设μ=1/2)

G4-2 试以等值拉压应力状态与纯剪切应力状态的关系,由应变能公式证明G、E、?之间的关系为:

1G?

2(1??)11??G?E2,则3,???,k??, θ=0;并说明此时4-3试证明:关于各向同性弹性体,如泊松比

上述各弹性常数的物理意义。

4-4 如设材料屈服的原因是形状改变比能(畸形能)达到某一极值时发生,试根据单向拉伸应力状态和纯剪切应力状态确定屈服极限?s与?s的关系。

4-5 试依据物体单向拉伸侧向不会膨胀,三向受拉体积不会缩小的体积应变规律来证明泊松比?的上

1下限为:0???。

2E24-6 试由物体三向等值压缩的应力状态来推证:K???G的关系,并验证是否与K?符合,

3(1?2v)3K为体积弹性模量。

4-7 已知钢材弹性常数E1= 210Gpa,μ= 0.3;橡皮的弹性常数E=5MPa,μ= 0.47,试比较它们的体积弹性常数(设K1为钢材,K2为橡皮的体积弹性模量)。

4-8 有一处于二向拉伸应力状态下的微分体(?1?0,?2?0,?3?0),其主应变为?1?1.7?10?4,

?2?0.4?10?4。已知? = 0.3,试求主应变?3。

4-9 如题4—9图示尺寸为1cm×1cm×1cm的铝方块,无间隙地嵌入——有槽的钢块中。设钢块不变形,试求:在压力P = 6KN的作用下铝块内一点应力状态的三个主应力及主应变,铝的弹性常数E=70Gpa,?= 0.33。

4-10 直径D = 40mm的铝圆柱体,无间隙地放入厚度为?= 2mm的钢套中,圆柱受轴向压力P = 40KN。若铝的弹性常数E1 = 70GPa,?1 = 0.35,钢的E = 210GPa,试求筒内一点处的周向应力。

4-11试证明各向同性弹性体的应力主方向与相应的应变主方问相重合。 4-12将某一小的物体放人高压容器内,在静水压力P = 0.45N/rnm2作用下,测得体积应变θ=-3.6×10-5。若物体的泊松比μ=0.3。试求物体的杨氏弹性模量E。

4-13各向同性物体中某一点的x和y方向的正应力分量分别为=35N/mm2;=25N/mm2,而沿z方向的应变完全被限制住。设E=2.11×105 N/mm2,μ=0.3,试求ζε和εy、εx的值。

4-14在体力不计的情况下,若位移分量为μ=Ayz,υ=Axz,w= AKxy,其中A、K为常数。且K≠1。试求应力分量,并验证此组应力分量能否作为弹性力学问题的可能解答。

4-15物体中某点的应力状态为:

该物体在单向拉伸时屈服极限ζb =190MPa,试用Tresea和Mises屈服条件判断该点处于何种变形状态。如主应力方向均做相反改变(即同值异号),则对被研究点所处变形状态的判断有无变化。

4-16求如图所示Tresca条件所示D点处的流动法则(即

4-17将Mises条件用主应力写出,并研究两种特殊情况:(l)ζ1=ζ2;(2)ζ2=ζ3。试将列出的Mises条件与Tresca条件相比较。

4-18给定单向拉伸曲线如图所示,、E、E'均为已知,当知道B点的应变为ε时,试求该点的塑性应变。

4-19给定下列主应力,试求:

以及

4-20已知薄壁圆筒承受轴向拉应力

及扭矩的作用,若使用Mises条件,试求屈服时扭转应力

的大小?并求出此时塑性应变增量的比值。

4-21一薄壁圆筒,平均半径为r,壁厚为t,承受内压力P作用,且材料是不可压缩的,

;讨论下列三种情况:

(1)管的两端是自由的;(2)管的两端是固定的;(3)管的两端是封闭的口。

分别用Mises和Tresca条件讨论P多大时,管子开始屈服,设已知管子单向拉伸试验ζb值。 4-22按题4-21,如已知管子纯剪切试验的ηs值,结果又如何? 4-23给出下列问题的Msses和Tresca条件;

(1)受内压作用的封闭薄壁圆管。设内压为q,平均半径为r,壁厚为t,材料为理想弹塑性。 (2)受拉力P和弯矩M作用的等直杆件,横截面为矩形,宽为b,高为h(垂直中性轴方向尺寸〕,材料为理想弹塑性。

4-24设材料为理想弹塑性,

,当材料加载进人弹塑性状态时,试给出简单拉伸时的Prandtl-Reuss

理论与Hencky-moujit。理论的本构方程,以及塑性应变增量分量之间和应变分量之间的比值。

4-25设已知薄壁圆管受拉伸与扭转,其横载面上一点处的应力为均为零。若使中的应力值。

4-26已知某材料在纯剪切时的应力应变曲线为

r3。试问了

曲线是什么形式? ,

,其他应力分量

保持为常数的情况下材料进人塑性状态,试分别应用增量理论和全量理论求圆管

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