
【化】 allowable stress
容许应力(Allowable Stress)是工程力学和材料科学中的核心概念,指材料在长期使用或极端工况下能够安全承受的最大应力值。根据美国机械工程师协会(ASME)标准,容许应力的确定需综合考虑材料的屈服强度、抗拉强度以及安全系数,通常表示为:
$$ sigma{text{allow}} = frac{sigma{text{yield}}}{n} quad text{或} quad sigma{text{allow}} = frac{sigma{text{ultimate}}}{n} $$
其中$sigma{text{yield}}$为屈服强度,$sigma{text{ultimate}}$为极限强度,$n$为安全系数。在土木工程领域,美国混凝土学会(ACI 318-19)规定混凝土结构的容许应力需通过28天标准养护强度测试确定,并考虑环境暴露等级进行调整。
英国标准BS 5950-1:2000特别指出,钢结构设计中容许应力还需考虑荷载组合系数与材料分项系数,确保结构在风荷载、地震作用等动态载荷下的可靠性。日本建筑学会(AIJ)钢构造设计指南则强调焊接接头的容许应力需进行焊缝效率修正,该系数通常取0.6-0.8。
最新研究显示,航空领域对铝合金的容许应力计算已引入疲劳裂纹扩展速率参数,相关数据可参考NASA技术报告库中的《Metallic Materials Properties Development and Standardization》2019版。石油化工设备规范ASME BPVC Section VIII则要求压力容器容许应力必须通过蠕变试验验证,对于高温工况需使用Larson-Miller参数法进行寿命预测。
容许应力(又称许用应力)是工程设计中用于确保材料或结构安全性的关键参数,其定义和应用如下:
容许应力指材料或地基在长期使用中允许承受的最大应力值。它通过将材料的极限强度(如屈服强度或抗拉强度)除以一个安全系数来确定,确保实际应力始终低于材料的承载极限。例如,钢材的容许应力计算公式为: $$ 〔σ〕= frac{σ_s}{K} $$ 其中,(σ_s)为屈服强度,(K)为综合安全系数(考虑材料性能、荷载不确定性等因素)。
如需进一步了解容许应力法的替代方法(如极限状态设计法),可参考相关工程规范或专业文献。
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