
[力] 应力集中
Force sensor design principle of the stress concentration.
测力传感器设计的应力集中原则。
Big distortion and stress concentration happened near the tip of crack.
裂纹尖端附近有较大变形,应力集中明显。
The stress concentration may be reduced if adopting circular arc transition.
采用圆弧过渡可以降低应力集中现象。
The stress concentration caused by the corrosion pit was numerically analyzed.
分析了锈蚀坑存在造成钢筋应力分布变化的规律。
The expression for calculating dynamic stress concentration factor is presented.
给出了动应力集中系数的计算表达式。
应力集中(Stress Concentration) 指物体在几何形状突变(如孔洞、缺口、裂纹、截面变化处)或载荷突变区域,局部应力显著高于平均应力的现象。该现象是材料力学和工程设计中的关键概念,直接影响结构的强度和疲劳寿命。
几何不连续导致应力重分布
当物体存在孔洞、凹槽或尖锐转角时,外力产生的应力线会在这些区域密集聚集,形成局部高应力区。例如,平板上的圆孔边缘应力可达到平均应力的3倍以上(取决于孔径与板宽比)。
应力集中系数(Kt)
量化应力集中程度的参数,定义为局部最大应力(σ_max)与名义应力(σnominal)的比值: $$ Kt = frac{sigma{text{max}}}{sigma{text{nominal}}} $$ 如V形缺口的$K_t$值随缺口角度减小而急剧增大。
疲劳失效风险
应力集中区易萌生疲劳裂纹。据统计,80%以上的机械断裂事故源于此类局部高应力点。典型案例包括飞机铆钉孔裂纹、轴肩断裂等。
设计优化策略
弹性力学解析解
无限大板圆孔问题中,Kirsch公式给出精确解: $$ sigma_theta = frac{sigma}{2} left(2 + frac{a}{r} + 3frac{a}{r}right) quad (r geq a) $$ 其中$a$为孔径,$r$为径向距离。
现代分析技术
有限元分析(FEA)可可视化复杂构件的应力分布,如涡轮叶片榫槽处的多轴应力集中模拟。
注:因搜索结果未提供具体链接,文献来源依据经典学术著作及行业标准标注。实际引用时建议通过学术数据库(如ScienceDirect, ASME Digital Library)获取原文。
Stress Concentration(应力集中)是工程学和材料科学中的重要概念,指物体在特定区域因几何形状突变或外力作用导致应力显著增高的现象,具体解释如下:
应力集中指结构或材料中因形状急剧变化(如孔洞、缺口、沟槽等)或刚性约束,使局部应力远高于平均应力的现象。例如,带孔钢板受拉时,孔边缘的应力可能比周围区域高出数倍。
常见于机械零件设计(如齿轮齿根、轴承座)、航空航天结构(如机翼连接处)、土木工程(桥梁焊缝)等领域。
若需进一步了解应力分布公式或具体案例分析,可参考工程力学教材或专业文献。
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