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20.9 : 塑性变形

当弯曲应力超过材料的屈服强度时,了解结构构件在塑性变形下的状态是至关重要的。与屈服前所观察到的线性弹性行为来进行相比,这种变形状态永久地改变了构件的形状。位于构件中任意一点处的应变都会以最大应变来进行表示。值得注意的是,在发生弹性弯曲的过程中与质心重合的中性轴在塑性条件下会偏离质心。

在这种变化的状态下需要采用迭代法来对中性轴进行定位,这需要对轴的假设位置进行调整,直到应力分布曲线趋于稳定。这个过程对于垂直和水平面对称的构件中是特别简单的,因为沿这些轴的应力应变响应完全是相同的,从而允许中性轴与对称的水平面对齐。

这种对称构件的应力分布可以将最大应力值作为与中性轴之间距离的函数来进行绘制。通过实验可以确定极限弯矩——构件在失效之前能够承受的最大弯矩。该力矩与断裂模量 R_u 是相关的,而断裂模量 R_u 与 M_u 则是成正比的,其中 M_u 是构件失效时的弯矩。M_u 代表了材料在弯曲应力下极限强度的临界值。了解这些原理可以设计出能够承受更大的载荷而不会发生灾难性破坏的结构,并以此来提高安全性和效率。

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Plastic DeformationStructural MembersBending StressYield StrengthStrainNeutral AxisCentroidStress DistributionIterative MethodSymmetric MembersMaximum StressUltimate Bending MomentModulus Of RuptureBending MomentUltimate StrengthCatastrophic Failure

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