
[力] 應力集中
Force sensor design principle of the stress concentration.
測力傳感器設計的應力集中原則。
Big distortion and stress concentration happened near the tip of crack.
裂紋尖端附近有較大變形,應力集中明顯。
The stress concentration may be reduced if adopting circular arc transition.
采用圓弧過渡可以降低應力集中現象。
The stress concentration caused by the corrosion pit was numerically analyzed.
分析了鏽蝕坑存在造成鋼筋應力分布變化的規律。
The expression for calculating dynamic stress concentration factor is presented.
給出了動應力集中系數的計算表達式。
應力集中(Stress Concentration) 指物體在幾何形狀突變(如孔洞、缺口、裂紋、截面變化處)或載荷突變區域,局部應力顯著高于平均應力的現象。該現象是材料力學和工程設計中的關鍵概念,直接影響結構的強度和疲勞壽命。
幾何不連續導緻應力重分布
當物體存在孔洞、凹槽或尖銳轉角時,外力産生的應力線會在這些區域密集聚集,形成局部高應力區。例如,平闆上的圓孔邊緣應力可達到平均應力的3倍以上(取決于孔徑與闆寬比)。
應力集中系數(Kt)
量化應力集中程度的參數,定義為局部最大應力(σ_max)與名義應力(σnominal)的比值: $$ Kt = frac{sigma{text{max}}}{sigma{text{nominal}}} $$ 如V形缺口的$K_t$值隨缺口角度減小而急劇增大。
疲勞失效風險
應力集中區易萌生疲勞裂紋。據統計,80%以上的機械斷裂事故源于此類局部高應力點。典型案例包括飛機鉚釘孔裂紋、軸肩斷裂等。
設計優化策略
彈性力學解析解
無限大闆圓孔問題中,Kirsch公式給出精确解: $$ sigma_theta = frac{sigma}{2} left(2 + frac{a}{r} + 3frac{a}{r}right) quad (r geq a) $$ 其中$a$為孔徑,$r$為徑向距離。
現代分析技術
有限元分析(FEA)可可視化複雜構件的應力分布,如渦輪葉片榫槽處的多軸應力集中模拟。
注:因搜索結果未提供具體鍊接,文獻來源依據經典學術著作及行業标準标注。實際引用時建議通過學術數據庫(如ScienceDirect, ASME Digital Library)獲取原文。
Stress Concentration(應力集中)是工程學和材料科學中的重要概念,指物體在特定區域因幾何形狀突變或外力作用導緻應力顯著增高的現象,具體解釋如下:
應力集中指結構或材料中因形狀急劇變化(如孔洞、缺口、溝槽等)或剛性約束,使局部應力遠高于平均應力的現象。例如,帶孔鋼闆受拉時,孔邊緣的應力可能比周圍區域高出數倍。
常見于機械零件設計(如齒輪齒根、軸承座)、航空航天結構(如機翼連接處)、土木工程(橋梁焊縫)等領域。
若需進一步了解應力分布公式或具體案例分析,可參考工程力學教材或專業文獻。
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