什麼是應力集中

時間 2021-09-07 00:19:53

1樓:縱橫豎屏

應力集中是指結構或構件的區域性區域的最大應力值比平均應力值高的現象。

應力集中是彈性力學中的一類問題,指物體中應力區域性增高的現象,一般出現在物體形狀急劇變化的地方,如缺口、孔洞、溝槽以及有剛性約束處。

應力集中能使物體產生疲勞裂紋,也能使脆性材料製成的零件發生靜載斷裂。在應力集中處,應力的最大值(峰值應力)與物體的幾何形狀和載入方式等因素有關。

區域性增高的應力隨與峰值應力點的間距的增加而迅速衰減。由於峰值應力往往超過屈服極限(見材料的力學效能)而造成應力的重新分配,所以,實際的峰值應力常低於按彈性力學計算得到的理論峰值應力。

擴充套件資料:

詳細介紹:

應力集中是應力在固體區域性區域內顯著增高的現象。多出現於尖角、孔洞、缺口、溝槽以及有剛性約束處及其鄰域。

應力集中會引起脆性材料斷裂;使脆性和塑性材料產生疲勞裂紋。在應力集中區域,應力的最大值(峰值應力)與物體的幾何形狀和載入方式等因素有關。

區域性增高的應力值隨與峰值應力點的間距的增加而迅速衰減。由於峰值應力往往超過屈服極限(見材料力學效能)而造成應力的重新分配,所以,實際的峰值應力常低於按彈性力學計算出的理論峰值應力。

反映區域性應力增高程度的引數有理論應力集中係數α,它是峰值應力和不考慮應力集中時的應力(即名義應力)的比值,它恆大於1,且與載荷的大小無關。

對受單向均勻拉伸的無限大平板中的圓孔,α=3。由光滑試樣得出的疲勞極限和同樣材枓製成的缺口試樣的疲勞極限之比,稱為有效應力集中係數,它總小於理論應力集中係數,一般可由後者按經驗公式得到它的近似值。

2023年德國的g.基爾施首先得出圓孔附近應力集中的結果。2023年**的g.v.科洛索夫求出橢圓孔附近應力集中的公式。

20世紀20年代末,蘇聯的n.i.穆斯赫利什維利等人把復變函式引入彈性力學,用保角變換把乙個不規則分段光滑的曲線變換到單位圓上,匯出復變函式的應力表示式及其邊界條件,進而獲得一批應力集中的精確解。

各種實驗手段的發展也很快,如電測法、光彈性法、散斑干涉法、雲紋法等實驗手段(見實驗應力分析)均可測出物體的應力集中。

隨著科技的進步,計算機和有限元法以及邊界元法的迅速發展,為尋找應力集中的數值解開闢了新途徑。

①表面強化:對材料表面作噴丸、滾壓、氮化等處理,可以提高材料表面的疲勞強度;

②避免尖角:即把稜角改為過度圓角,適當增大過渡圓弧的半徑,效果更好;

③改善零件外形;曲率半徑逐步變化的外形有利於降低應力集中係數,比較理想的辦法是,採用流線型型線或雙曲率型線,後者更便於在工程上應用;

④孔邊區域性加強:在孔邊採用加強環或作區域性加厚均可使應力集中係數下降,下降程度與孔的形狀和大小、加強環的形狀和大小以及載荷形式有關;

⑤適當選擇開孔位置和方向:開孔的位置應盡量避開高應力區,並應避免因孔間相互影響而造成應力集中係數增高,對於橢圓孔,應使其長軸平行於外力的方向,這樣可降低峰值應力;

⑥提高低應力區應力,減小零件在低應力區的厚度,或在低應力區增開缺口或圓孔,使應力由低應力區向高應力區的過渡趨於平緩;

⑦利用殘餘應力:在峰值應力超過屈服極限後解除安裝,就會產生殘餘應力,合理地利用殘餘應力也可降低應力集中係數。

2樓:假面

應力集中指物體中應力區域性增高的現象,一般出現在物體形狀急劇變化的地方,如缺口、孔洞、溝槽以及有剛性約束處。應力集中能使物體產生疲勞裂紋,也能使脆性材料製成的零件發生靜載斷裂。在應力集中處,應力的最大值(峰值應力)與物體的幾何形狀和載入方式等因素有關。

區域性增高的應力隨與峰值應力點的間距的增加而迅速衰減。由於峰值應力往往超過屈服極限(見材料的力學效能)而造成應力的重新分配,所以,實際的峰值應力常低於按彈性力學計算得到的理論峰值應力。

同截面垂直的稱為正應力或法向應力,同截面相切的稱為剪應力或切應力。應力會隨著外力的增加而增長,對於某一種材料,應力的增長是有限度的,超過這一限度,材料就要破壞。對某種材料來說,應力可能達到的這個限度稱為該種材料的極限應力。

極限應力值要通過材料的力學試驗來測定。將測定的極限應力作適當降低,規定出材料能安全工作的應力最大值,這就是許用應力。材料要想安全使用,在使用時其內的應力應低於它的極限應力,否則材料就會在使用時發生破壞。

3樓:昔巷

應力集中彈性力學中的一類問題,指物體中應力區域性增高的現象,一般出現在物體形狀急劇變化的地方,如缺口、孔洞、溝槽以及有剛性約束處。應力集中能使物體產生疲勞裂紋,也能使脆性材料製成的零件發生靜載斷裂。

在應力集中處,應力的最大值(峰值應力)與物體的幾何形狀和載入方式等因素有關。區域性增高的應力隨與峰值應力點的間距的增加而迅速衰減。由於峰值應力往往超過屈服極限而造成應力的重新分配,所以,實際的峰值應力常低於按彈性力學計算得到的理論峰值應力。

對於由脆性材料製成的構件,應力集中現象將一直保持到最大區域性應力到達強度極限之前。因此,在設計脆性材料構件時,應考慮應力集中的影響。對於由塑性材料製成的構件,應力集中對其在靜載荷作用下的強度則幾乎無影響。

所以,在研究塑性材料構件的靜強度問題時,通常不考慮應力集中的影響。但是應力集中對構件的疲勞壽命影響很大,因此無論是脆性材料還是塑性材料的疲勞問題,都必須考慮應力集中的影響。

拓展資料:

稱為理論應力集中係數,它反映了應力集中的程度,是乙個大於 1 的係數。而且試驗結果還表明 : 截面尺寸改變愈劇烈,應力集中係數就愈大。

因此,零件上應盡量避免帶尖角的孔或槽,在階梯杆截面的突變處要用圓弧過渡。

應力集中不僅與物體的形狀及外形結構有關,還與選取材料有關,與外界應用環境也存在不可忽略的關係(如溫度因素),另外,在加工過程中也可能導致應力的改變,例如回火不當引起二次淬火裂紋、電火花線切割加工顯微裂紋、機械設計時也難免導致某部位的應力集中。

4樓:我是龍的傳人

應力集中是指受力構件由於外界因素或自身因素幾何形狀、外形尺寸發生突變而引起區域性範圍內應力顯著增大的現象。主要指接頭區域性區域的最大應力值比平均應力值高的現象。

詳細介紹

彈性力學中的一類問題,應力在固體區域性區域內顯著增高的現象。多出現於尖角、孔洞、缺口、溝槽以及有剛性約束處及其鄰域。應力集中會引起脆性材料斷裂;使物體產生疲勞裂紋。

在應力集中區域,應力的最大值(峰值應力)與物體的幾何形狀和載入方式等因素有關。區域性增高的應力值隨與峰值應力點的間距的增加而迅速衰減。由於峰值應力往往超過屈服極限(見材料力學效能)而造成應力的重新分配,所以,實際的峰值應力常低於按彈性力學計算出的理論峰值應力。

反映區域性應力增高程度的引數稱為應力集中係數k,它是峰值應力與不考慮應力集中時的應力的比值,恆大於1且與載荷大小無關。在無限大平板的單向拉伸情況下,其中圓孔邊緣的k=3;在彎曲情況下,對於不同的圓孔半徑與板厚比值,k=1.8~3.

0;在扭轉情況下,k=1.6~4.0。

2023年德國的g.基爾施首先得出圓孔附近應力集中的結果。2023年**的g.

v.科洛索夫求出橢圓孔附近應力集中的公式。20世紀20年代末,蘇聯的n.

i.穆斯赫利什維利等人把復變函式引入彈性力學,用保角變換把乙個不規則分段光滑的曲線變換到單位圓上,匯出復變函式的應力表示式及其邊界條件,進而獲得一批應力集中的精確解。各種實驗手段的發展也很快,如電測法、光彈性法、散斑干涉法、雲紋法等實驗手段(見實驗應力分析)均可測出物體的應力集中。

近年來計算機和有限元法以及邊界元法的迅速發展,為尋找應力集中的數值解開闢了新途徑。

為避免應力集中造成構件破壞,可採取消除尖角、改善構件外形、區域性加強孔邊以及提高材料表面光潔度等措施;另外還可對材料表面作噴丸、輥壓、氧化等處理,以提高材料表面的疲勞強度。

演算法在無限大平板的單向拉伸情況下,其中圓孔邊緣的k=3;在彎曲情況下,對於不同的圓孔半徑與板厚比值,k=1.8~3.0;在扭轉情況下,k=1.6~4.0。

如下圖所示的帶圓孔的板條,使其承受軸向拉伸。由試驗結果可知:在圓孔附近的區域性區域內,應力急劇增大,而在離開這一區域稍遠處,應力迅速減小而趨於均勻。

這種由於截面尺寸突然改變而引起的應力區域性增大的現象稱為應力集中。在i—i截面上,孔邊最大應力max與同一截面上的平均應力之比,用a表示

稱為理論應力集中係數,它反映了應力集中的程度,是乙個大於1的係數。而且試驗結果還表明:截面尺寸改變愈劇烈,應力集中係數就愈大。

因此,零件上應盡量避免帶尖角的孔或槽,在階梯杆截面的突變處要用圓弧過渡。

應力集中不僅與物體的形狀及外形結構有關,還與選取材料有關,與外界應用環境也存在不可忽略的關係(如溫度因素),另外,在加工過程中也可能導致應力的改變,例如回火不當引起二次淬火裂紋、電火花線切割加工顯微裂紋、機械設計時也難免導致某部位的應力集中。

影響對於由脆性材料製成的構件,應力集中現象將一直保持到最大區域性應力到達強度極限之前。因此,在設計脆性材料構件時,應考慮應力集中的影響。

對於由塑性材料製成的構件,應力集中對其在靜載荷作用下的強度則幾乎無影響。所以,在研究塑性材料構件的靜強度問題時,通常不考慮應力集中的影響。

5樓:匿名使用者

中文名稱:應力集中 英文名稱:stress concentration 定義1:

結構或構件承受載荷時,在其形狀與尺寸突變處所引起應力顯著增大的現象。 應用學科:船舶工程(一級學科);船體結構、強度及振動(二級學科) 定義2:

受載零件或構件在形狀、尺寸急劇變化的區域性出現應力增大的現象。 應用學科:機械工程(一級學科);疲勞(二級學科);疲勞一般名詞(**學科) 定義3:

物體在形狀急劇變化處、有剛性約束處或集中力作用處,區域性應力顯著增高的現象。 應用學科:水利科技(一級學科);工程力學、工程結構、建築材料(二級學科);工程力學(水利)(**學科) 以上內容由全國科學技術名詞審定委員會審定公布 目錄

簡介對構件強度的影響

詳細介紹

編輯本段簡介

英文:stress concentration   應力集中是指受力構件由於幾何形狀、外形尺寸發生突變而引起區域性範圍內應力顯著增大的現象。

編輯本段對構件強度的影響

對於由脆性材料製成的構件,應力集中現象將一直保持到最大區域性應力到達強度極限之前。因此,在設計脆性材料構件時,應考慮應力集中的影響。   對於由塑性材料製成的構件,應力集中對其在靜載荷作用下的強度則幾乎無影響。

所以,在研究塑性材料構件的靜強度問題時,通常不考慮應力集中的影響。

編輯本段詳細介紹

彈性力學中的一類問題,應力在固體區域性區域內顯著增高的現象。多出現於尖角、孔洞、缺口、溝槽以及有剛性約束處及其鄰域。應力集中會引起脆性材料斷裂;使物體產生疲勞裂紋。

在應力集中區域,應力的最大值(峰值應力)與物體的幾何形狀和載入方式等因素有關。區域性增高的應力值隨與峰值應力點的間距的增加而迅速衰減。由於峰值應力往往超過屈服極限(見材料力學效能)而造成應力的重新分配,所以,實際的峰值應力常低於按彈性力學計算出的理論峰值應力。

反映區域性應力增高程度的引數稱為應力集中係數k,它是峰值應力與不考慮應力集中時的應力的比值,恆大於1且與載荷大小無關。在無限大平板的單向拉伸情況下,其中圓孔邊緣的k=3;在彎曲情況下,對於不同的圓孔半徑與板厚比值,k=1.8~3.

0;在扭轉情況下,k=1.6~4.0。

  2023年德國的 g.基爾施首先得出圓孔附近應力集中的結果 。2023年**的g.

v.科洛索夫求出橢圓孔附近應力集中的公式。20世紀20年代末 ,蘇聯的n.

i.穆斯赫利什維利等人把復變函式引入彈性力學,用保角變換把乙個不規則分段光滑的曲線變換到單位圓上,匯出復變函式的應力表示式及其邊界條件,進而獲得一批應力集中的精確解。各種實驗手段的發展也很快,如電測法、光彈性法、散斑干涉法、雲紋法等實驗手段(見實驗應力分析)均可測出物體的應力集中。

近年來計算機和有限元法以及邊界元法的迅速發展,為尋找應力集中的數值解開闢了新途徑。   為避免應力集中造成構件破壞,可採取消除尖角、改善構件外形、區域性加強孔邊以及提高材料表面光潔度等措施;另外還可對材料表面作噴丸、輥壓、氧化等處理,以提高材料表面的疲勞強度。

什麼是應力集中?怎樣減少應力集中

你的合夥人 應力集中是指結構或構件的區域性區域的最大應力值比平均應力值高的現象。1 表面強化 對材料表面作噴丸 滾壓 氮化等處理,可以提高材料表面的疲勞強度 2 避免尖角 即把稜角改為過度圓角,適當增大過渡圓弧的半徑,效果更好 3 改善零件外形 曲率半徑逐步變化的外形有利於降低應力集中係數,比較理想...

為什麼會出現應力集中?其微觀原理是什麼

鴻安危險品運輸 這可是一個相當龐大的系統性學術理論啊 在此的幾千字是根本寫不明白的,我只藉此用最通俗的理解簡單地說明幾句,望能拋磚引玉。會出現應力集中主要是指具有相當高剛性的物質,如橡膠質的東東我們暫時不討論它 那怕它實際上也存在 舉例說明一下,如一個球狀的鋼件,只要在它加工成形後沒有沒有經過過頭的...

什麼是應力腐蝕,什麼是應力腐蝕 20

還需要問什麼 應力腐蝕是指指材料在拉應力和特定的化學介質聯合作用下所產生的低應力脆性斷裂現象。1 應力腐蝕由殘餘或外加應力導致的應變和腐蝕聯合作用產生的材料破壞過程。2 應力腐蝕導致材料的斷裂稱為應力腐蝕斷裂。3 應力腐蝕發生一般有以下四個特徵 一 一般存在拉應力,但實驗發現壓應力有時也會產生應力腐...