Vì hư hỏng của vật liệu được chia thành hai dạng đứt gãy giòn và chảy theo bản chất vật lý của chúng, các lý thuyết độ bền được chia thành hai loại tương ứng, và sau đây là bốn lý thuyết độ bền thường được sử dụng hiện nay.
1, lý thuyết ứng suất kéo tối đa (lý thuyết độ bền đầu tiên là ứng suất chính lớn nhất)
Lý thuyết này còn được gọi là lý thuyết sức mạnh đầu tiên.Lý thuyết này cho rằng nguyên nhân chính của hư hỏng là ứng suất kéo lớn nhất.Không phụ thuộc vào trạng thái ứng suất phức tạp, đơn giản, miễn là ứng suất chính thứ nhất đạt đến giới hạn bền của lực căng một chiều tức là đứt gãy.
Dạng tổn thương: gãy xương.
Điều kiện thiệt hại: σ1 = σb
Điều kiện sức mạnh: σ1 ≤ [σ]
Thực nghiệm đã chứng minh rằng lý thuyết độ bền này giải thích tốt hơn hiện tượng đứt gãy của các vật liệu giòn như đá và gang dọc theo mặt cắt ngang nơi có ứng suất kéo lớn nhất;nó không thích hợp cho các trường hợp không có ứng suất kéo như nén một chiều hoặc nén ba chiều.
Bất lợi: Hai ứng suất chính khác không được xem xét.
Phạm vi sử dụng: Áp dụng cho các vật liệu giòn khi chịu lực căng.Chẳng hạn như gang chịu kéo, xoắn.
2 、 Lý thuyết biến dạng đường giãn dài tối đa (lý thuyết độ bền thứ hai tức là biến dạng chính lớn nhất)
Lý thuyết này còn được gọi là lý thuyết sức mạnh thứ hai.Lý thuyết này cho rằng nguyên nhân chính của hư hỏng là biến dạng đường giãn dài cực đại.Không phụ thuộc vào trạng thái ứng suất phức tạp, đơn giản, miễn là biến dạng chính đầu tiên đạt giá trị giới hạn là kéo căng một chiều tức là đứt gãy.Giả thiết về hư hỏng: Biến dạng giãn dài lớn nhất đạt đến giới hạn trong lực căng đơn giản (giả thiết rằng cho đến khi xảy ra đứt gãy vẫn có thể được tính toán bằng cách sử dụng định luật Hooke).
Dạng tổn thương: gãy xương.
Tình trạng hư hỏng gãy giòn: ε1 = εu = σb / E
ε1 = 1 / E [σ1-μ (σ2 + σ3)]
Điều kiện hư hỏng: σ1-μ (σ2 + σ3) = σb
Điều kiện cường độ: σ1-μ (σ2 + σ3) ≤ [σ]
Người ta chứng minh rằng lý thuyết cường độ này giải thích tốt hơn hiện tượng đứt gãy dọc theo tiết diện của vật liệu giòn như đá và bê tông khi chúng chịu lực căng dọc trục.Tuy nhiên, kết quả thực nghiệm của nó chỉ phù hợp với một số tài liệu nên nó ít được sử dụng.
Nhược điểm: Nó không thể giải thích một cách rộng rãi quy luật chung về hư hỏng gãy giòn.
Phạm vi sử dụng: Thích hợp cho đá và bê tông chịu nén dọc trục.
3, lý thuyết ứng suất cắt tối đa (lý thuyết sức mạnh thứ ba rằng sức mạnh Tresca)
Lý thuyết này còn được gọi là lý thuyết sức mạnh thứ ba.Lý thuyết này cho rằng nguyên nhân chính của hư hỏng là ứng suất cắt lớn nhất
Không phụ thuộc vào trạng thái ứng suất phức tạp, đơn giản, miễn là ứng suất cắt lớn nhất đạt đến giá trị ứng suất cắt cuối cùng trong quá trình kéo căng một chiều, nghĩa là kéo giãn.Giả thiết về hư hỏng: trạng thái ứng suất phức tạp dấu hiệu nguy hiểm ứng suất cắt lớn nhất đạt đến giới hạn của vật liệu đơn giản là ứng suất cắt kéo, nén.
Hình thức thiệt hại: nhường nhịn.
Hệ số hư hỏng: ứng suất cắt lớn nhất.
τmax = τu = σs / 2
Điều kiện thiệt hại năng suất: τmax = 1/2 (σ1-σ3)
Điều kiện hư hỏng: σ1-σ3 = σs
Điều kiện sức mạnh: σ1-σ3 ≤ [σ]
Thực nghiệm chứng minh rằng lý thuyết này có thể giải thích rõ hơn hiện tượng biến dạng dẻo trong vật liệu dẻo.Tuy nhiên, các thành viên được thiết kế theo lý thuyết này ở khía cạnh an toàn vì ảnh hưởng của 2σ không được xem xét.
Nhược điểm: Không có tác dụng 2σ.
Phạm vi sử dụng: Phù hợp với trường hợp chung của vật liệu nhựa.Hình thức đơn giản, khái niệm rõ ràng, máy móc được sử dụng rộng rãi.Tuy nhiên, kết quả lý thuyết an toàn hơn kết quả thực tế.
4, lý thuyết năng lượng cụ thể thay đổi hình dạng (lý thuyết sức mạnh thứ tư mà von làm tăng sức mạnh)
Lý thuyết này còn được gọi là lý thuyết sức mạnh thứ tư.Lý thuyết này cho rằng: cho dù vật liệu ở trạng thái ứng suất nào, thì cơ học vật liệu của vật liệu vẫn sinh ra do tỷ lệ thay đổi hình dạng (du) đạt đến một giá trị giới hạn nhất định.Điều này có thể được thiết lập như sau
Điều kiện hư hỏng: 1/2 (σ1-σ2) 2 + 2 (σ2-σ3) 2+ (σ3-σ1) 2 = σs
Điều kiện cường độ: σr4 = 1/2 (σ1-σ2) 2+ (σ2-σ3) 2 + (σ3-σ1) 2≤ [σ]
Dựa trên dữ liệu thử nghiệm đối với các ống mỏng bằng một số vật liệu (thép, đồng, nhôm), cho thấy rằng lý thuyết năng lượng cụ thể thay đổi hình dạng phù hợp với kết quả thực nghiệm hơn lý thuyết độ bền thứ ba.
Dạng thống nhất của bốn lý thuyết cường độ: sao cho ứng suất tương đương σrn, có biểu thức thống nhất cho điều kiện cường độ
σrn≤ [σ].
Biểu thức cho ứng suất tương đương.
σr1 = σ 1≤ [σ]
σr2 = σ1-μ (σ2 + σ3) ≤ [σ]
σr 3 = σ1-σ3≤ [σ]
σr4 = 1/2 (σ1-σ2) 2+ (σ2-σ3) 2+ (σ3-σ1) 2≤ [σ]
