什么是应力集中

三颗葱 · 2024-12-31 07:40:02

应力集中是指在固体局部区域内,由于几何形状的突变、材料的不连续性或外部载荷的作用等因素,导致应力显著增高的现象。这种现象通常出现在尖角、孔洞、缺口、沟槽以及有刚性约束的地方及其邻近区域。在这些区域,应力值会显著高于平均应力,并且应力最大值(峰值应力)与物体的几何形状和加载方式等因素有关。局部增高的应力值随着与峰值应力点的距离增加而迅速减小。

应力集中对构件的强度有显著影响,尤其是对于脆性材料制成的构件,应力集中现象可能导致疲劳裂纹的产生,甚至发生静载断裂。在工程设计中,为了避免因应力集中导致的破坏,通常会采取一系列措施,如表面强化、避免尖角、改善零件外形、局部加强、选择合适的位置和方向开孔等。

应力集中系数是描述应力集中程度的参数,它表示峰值应力与名义应力的比值。理论应力集中系数仅考虑构件的几何形状和尺寸的影响,而有效应力集中系数还考虑了材料对应力集中的敏感性。

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