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應力集中會有哪些影響?
發布時間:2023-12-07 03:10:54來源:瀏覽:524次

受載零件上的不連續性部位(如軸肩、臺階、圓角、孔洞等)或缺陷,會嚴重影響零件的應力狀態和斷裂特征,這些不連續性部位和缺陷常常是作為應力集中的因素,萌生裂紋并形成斷裂源,表面的這些不連續因素都起到了缺口的作用。缺口越尖銳,應力集中系數越大,應力集中程度越高。缺口根部向應力狀態的出現,該局部應力狀態變硬,使變形受到抑制,塑性變形也被推遲到更高的水平,該現象稱為缺口強化效應。該效應與物理強化效應不同,而是一種純幾何效應。由此,缺口根部的材料行為與其他位置存在很大差異,所以缺口根部容易誘發裂紋萌生,成為斷裂源。

對于脆性材料,應力集中處的應力達到比例極限后材料開始破壞。通常裂紋是在應力集中處形成,然后更大的應力集中將產生于裂紋尖端處,這反過來引起裂紋在該截面的進一步擴展,導致材料的突然斷裂。

對于塑性材料,承受靜態載荷時,細小的幾何缺陷、劃痕、小圓角等不需要過于擔心,設計者通常忽略應力集中系數的影響。因為此時應力超過材料比例極限并不會導致裂紋產生。反而,由于屈服和應變強化的影響,材料還有進一步承載的能力。但在動載荷或交變載荷作用下,應力集中部位是疲勞裂紋的重要發源地,降低構件的疲勞壽命。

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