四大強度理論是指與強度相關的四大理論:最大拉應力理論、最大延伸率線應變理論、最大剪應力理論和形狀變化比能理論。
1,最大拉伸應力理論:
根據這壹理論,最大拉應力是導致材料脆性斷裂的因素。無論何種應力狀態,只要構件中某壹點的最大拉應力σ1達到單軸應力狀態下的極限應力σb,材料就會發生脆性斷裂。因此,復雜應力狀態下有危險點的構件發生脆性斷裂破壞的條件是:σ 1 = σ b. σb/s=[σ],所以根據第壹強度理論建立的強度條件是σ1≤[σ]。
2、最大伸長線性應變理論:
根據這壹理論,最大伸長線應變是導致斷裂的主要因素。無論什麽應力狀態,只要最大伸長線應變ε1達到單軸應力狀態下的極限值εu,就會發生脆性斷裂。εu =σb/E;ε1=σb/E .從廣義虎克定律:ε1=[σ1-u(σ2+σ3)]/E,所以σ 1-u (σ 2+σ 3) = σ b .根據第二強度理論,強度條件為σ1-u(σ2+σ3)≤[σ]。
3、最大剪應力理論:
該理論認為最大剪應力是引起屈服的主要因素。無論什麽應力狀態,只要最大剪應力τmax達到單軸應力狀態下的極限剪應力τ0,材料就會發生屈服破壞。τmax=τ0 .根據軸向受拉斜截面上的應力公式可知,τ0 =σs/2(σs-截面上的正應力)由公式得到:τmax=τ1s=(σ1-σ3)/2。於是破壞條件改寫為σ 1-σ 3 = σ s,根據第三強度理論,強度條件為σ1-σ3≤[σ]。
4、形狀變化比能理論:
該理論認為,形狀變化的比能是導致材料屈服失效的主要因素。無論何種應力狀態,只要構件中某壹點的形狀變化比能能達到單軸應力狀態下的極限值,材料就會發生屈服破壞。根據第四強度理論,強度條件為sqrt(σ1 2+σ2 2+σ3 2-σ1σ2-σ2σ3-σ3σ1)<[σ]