
【機】 proof stress
safety; security; sureness
【經】 safety
bounds; limit; restrict; set a limit
stress
【化】 stress
【醫】 stress
安全限應力(Safe Limit Stress)是工程材料學中用于描述材料在長期使用條件下可承受的最大應力值,該數值需滿足結構安全性和耐久性要求。根據ASME Boiler and Pressure Vessel Code第II卷定義,安全限應力需綜合考慮材料的屈服強度、抗拉強度及疲勞特性。例如,Q235碳鋼的安全限應力通常取标準屈服強度的60%-70%(參考GB/T 700-2006《碳素結構鋼》)。
在核電站設備設計中,美國核管理委員會(NRC)10 CFR 50附錄B要求安全限應力計算必須包含溫度修正系數和蠕變效應,其數學模型可表示為: $$ sigma_{allow} = minleft( frac{S_y}{n_y}, frac{S_u}{n_u} right) times f(T) $$ 其中$S_y$為屈服強度,$S_u$為極限強度,$n$為安全系數,$f(T)$為溫度折減因子。
國際标準化組織ISO 12127強調,該參數的實際應用需結合具體工況,如壓力容器需額外考慮應力集中系數和腐蝕裕量。英國機械工程師學會(IMechE)的研究表明,航空鋁合金7050-T7452在循環載荷下的安全限應力比靜态載荷降低約22%。
"安全限應力"這一表述更接近材料力學中的允許應力或安全應力概念。以下是相關術語的詳細解釋及關系:
應力
指材料内部單位面積上所受的作用力,計算公式為:
$$
sigma = frac{F}{A}
$$
其中,$sigma$為應力,$F$為外力,$A$為受力面積()。
極限強度(極限應力)
材料在破壞前能承受的最大應力值,是材料的固有屬性。例如鋼材的極限應力遠高于木材()。
允許應力(安全應力)
工程設計中為确保安全而設定的最大允許使用應力,計算公式為:
$$
text{允許應力} = frac{text{極限應力}}{text{安全系數}}
$$
安全系數通常大于1,用于抵消材料缺陷、載荷波動等不确定因素()。
應用場景
在橋梁、建築等工程中,需通過計算實際應力是否低于允許應力來驗證結構安全性。例如,若某鋼材極限應力為400MPa,取安全系數為2,則允許應力為200MPa。
如需進一步了解材料強度測試方法,可參考原始内容。
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