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对于受拉构件,当其中无裂纹时,构件中的应力流线是均匀分布的,如左图所示;当其中有一圆孔时,构件中的应力流线在圆孔附近高度密集,产生应力集中,但这种应力集中是局部的,在离开圆孔稍远处,应力流线又趋于均匀,如右图所示。
工程上用应力集中系数来表示应力增高的程度。应力集中处的最大应力与基准应力之比,定义为理论应力集中系数,简称应力集中系数:
应力集中的应用:食品包装塑料袋中的应力集中利用,超市用塑料袋,扯布,划玻璃,砍树,易拉罐等。
下面,我们将通过一个典型应力集中问题——带孔平板,使用ANSYS软件求出最大应力和应力分布图,并与弹性理论计算的结果进行比较:
根据弹性力学知识,孔边环向正应力的大小是无孔时的3倍,随着远离孔边而极速趋近于q。
应力集中对构件的疲劳寿命影响很大,因此无论是脆性材料还是塑性材料的疲劳问题,都必须考虑应力集中的影响。
应力集中的程度,与孔的形状有关。一般说来,圆孔孔边的集中程度最低,如果有必要在构件中挖孔或留孔,应尽可能地用圆孔代替其他形状的孔。
THE END