Теории кратковременной прочности

Исторически наиболее популярными были пять теорий прочности. Однако некоторые из них плохо подтверждаются экспериментом, поэтому на сегодня не применяются или применяются лишь в частных случаях.

Если в теле ненулевыми являются, например, только , а остальные напряжения равны нулю, то говорят, что тело находиться в плоском напряженном состоянии. В общем случае напряженное состояние называют трехосным. Ниже для простоты рассмотрим, в основном, лишь плоское напряженное состояние, поскольку в строительных сооружениях оно имеет место в подавляющем большинстве случаев.

Вырежем из тела малый элемент с гранями, параллельными главным площадкам. Так как - главные, то касательных напряжений нет.

Рис.11.11

Основная проблема, которая обсуждается в теориях прочности, заключается в следующем.

Пусть известен предел прочности при одноосном нагружении элемента только напряжением (см. рис.11.11). Вопрос – увеличится, уменьшится или не изменится прочность элемента, если предварительно нагрузить его в поперечном направлении напряжением ? Другими словами, какое значение напряжения потребуется для того, чтобы разрушить образец - меньшее, чем , большее, чем , или же равное ? Оказалось, что однозначного ответа на этот вопрос нет, так как для различных классов материалов степень влияния разная, причем может как повышать прочность, так и понижать ее, а иногда на прочность в направлении действия оно никак не влияет.

Введем понятие предельной кривой, с помощью которой ответ на этот вопрос можно получить графически.

Проведем ряд экспериментов при разных комбинациях и доведем образец до разрушения. Сведем результаты в таблицу, например в виде:

МПа			-210	…
МПа			-170	…

Отложим эти значения в системе координат (рис.11.12)

Рис.11.12

Получим ряд точек. Соединяя их, получим некоторую кривую замкнутой формы, которая называется предельной кривой.

Смысл предельной кривой в том, что если комбинации образуют точку внутри кривой, то разрушения не происходит, а если проектные окажутся на кривой или вне нее, то материал не выдержит эту комбинацию напряжений. Ниже рассмотрим различные случаи предельных кривых.

Примечание: так как осуществить многоосное нагружение достаточно трудно, то для построения кривой часто применяли различные соображения.