(完整word版)应力集中
材料力学应力集中知识点总结
材料力学应力集中知识点总结材料力学是研究材料的强度、刚度和稳定性等力学性能的科学。
在材料力学中，应力集中是一个重要的概念，指的是材料中某个区域的应力远高于周围区域的现象。
在实际工程中，应力集中会导致材料的破坏和失效。
本文将针对材料力学中的应力集中问题进行总结和探讨。
1. 应力集中的分类及原因(1) 平面应力集中：平面内某一点的应力值远大于其周围区域的现象。
(2) 空间应力集中：材料内部某一点的应力值远大于其周围区域的现象。
应力集中的原因主要有几个方面：几何形状、外界载荷和材料本身的性质。
2. 应力集中系数应力集中系数是衡量应力集中程度的参数。
对于某些典型几何形状，应力集中系数已有经验公式。
例如，对于圆孔应力集中系数为3，对于V形切口应力集中系数为2等。
3. Kt因子Kt因子是应力集中系数的一种常用形式，通过Kt因子可以计算出应力集中区域的应力。
Kt因子与几何形状和载荷有关。
常见的材料标准中往往给出了不同几何形状的Kt因子数值。
4. 应力集中的影响应力集中会导致材料的破坏和失效，主要表现为以下几个方面：(1) 应力集中引起的局部应力过大，可能导致材料发生塑性变形或断裂。
(2) 应力集中可能导致疲劳寿命的降低，引起疲劳断裂。
(3) 应力集中可能导致材料的强度和刚度下降，影响结构的稳定性。
5. 应力集中的改善措施为了减小或避免应力集中，可以采取以下的改善措施：(1) 合理设计和优化几何形状，避免出现应力集中的部位。
(2) 利用合适的材料，提高材料的强度和韧性，减少应力集中的影响。
(3) 在应力集中区域设置适当的补强措施，如添加加强结构或补强材料。
6. 数值模拟方法与应力集中数值模拟方法，如有限元分析，可以帮助工程师预测和分析应力集中问题。
通过数值模拟，可以获得应力集中区域的应力分布情况和应力集中系数，从而指导实际工程中的设计和改进。
总结：材料力学中的应力集中是一个重要而复杂的问题，在工程实践中具有重要的意义。
应力集中分析
应力集中与失效分析刘一华（合肥工业大学土木建筑工程学院工程力学系，安徽合肥 230009）1 引言由于某种用途，在构件上需要开孔、沟槽、缺口、台阶等，在这些部位附近，因截面的急剧变化，将产生局部的高应力，其应力峰值远大于由基本公式算得的应力值。
这种现象称为应力集中，引起应力集中的孔、沟槽、缺口、台阶等几何体称为应力集中因素[1]。
因孔、沟槽、缺口、台阶等附近存在应力集中，从而，削弱了构件的强度，降低了构件的承载能力。
应力集中处往往是构件破坏的起始点，应力集中是引起构件破坏的主要因素[2-9]。
应力集中现象普遍存在于各种构件中，大部分构件的破坏事故是由应力集中引起的。
因此，为了确保构件的安全使用，提高产品的质量和经济效益，必须科学地处理构件的应力集中问题。
2 产生应力集中的原因[1]构件中产生应力集中的原因主要有：(1) 截面的急剧变化。
如：构件中的油孔、键槽、缺口、台阶等。
(2) 受集中力作用。
如：齿轮轮齿之间的接触点，火车车轮与钢轨的接触点等。
(3) 材料本身的不连续性。
如材料中的夹杂、气孔等。
(4) 构件中由于装配、焊接、冷加工、磨削等而产生的裂纹。
(5) 构件在制造或装配过程中，由于强拉伸、冷加工、热处理、焊接等而引起的残余应力。
这些残余应力叠加上工作应力后，有可能出现较大的应力集中。
(6) 构件在加工或运输中的Array意外碰伤和刮痕。
3 应力集中的物理解释[1]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，如图1a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，如图1b 所示。
4 应力集中的弹性力学理论根据弹性力学理论，可以求得圆孔、裂纹尖端以及集中力附近的应力分布情况，分别如下：4.1 圆孔边缘附近的应力[10]圆孔附近A 点（图2）的应力为 ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--+=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=θθστθθσσθθσσ4sin 322sin 24cos 322cos 3224cos 322cos 2442222442222442222r a r a r a r a r a r a r a r a r a xy y x(1)式中a 为圆孔的半径。
应力集中的分析
1.应力集中的现象及概念材料在交变应力作用下发生的破坏称为疲劳破坏。
通常材料承受的交变应力远小于其静载下的强度极限时，破坏就可能发生。
另外材料会由于截面尺寸改变而引起应力的局部增大，这种现象称为应力集中。
对于组织均匀的脆性材料，应力集中将大大降低构件的强度，这在构件的设计时应特别注意。
承受轴向拉伸、压缩的构件，只有在寓加力区域稍远且横截面尺寸又无急剧变化的区域内，横截面上的应力才是均匀分布的。
然而工程中由于实际需要，某些零件常有切口、切槽、螺纹等，因而使杆件上的横截面尺寸发生突然改变，这时，横截面上的应力不再均匀分布，这已为理论和试验所证实。
如图 2-31[a] 所示的带圆孔的板条，使其承受轴向拉伸。
由试验结果可知 : 在圆孔附近的局部区域内，应力急剧增大，而在离开这一区域稍远处，应力迅速减小而趋于均匀( 图 2 — 31[b]) 。
这种由于截面尺寸突然改变而引起的应力局部增大的现象称为应力集中。
在 I — I 截面上，孔边最大应力与同一截面上的平均应力之比，用表示称为理论应力集中系数，它反映了应力集中的程度，是一个大于 1 的系数。
而且试验结果还表明 : 截面尺寸改变愈剧烈，应力集中系数就愈大。
因此，零件上应尽量避免带尖角的孔或槽，在阶梯杆截面的突变处要用圆弧过渡。
在静荷作用下，各种材料对应力集中的敏感程度是不相同的。
像低碳钢那样的塑性材料具有屈服阶段，当孔边附近的最大应力达到屈服极限时，该处材料首先屈服，应力暂时不再增大。
如外力继续增加，增加的应力就由截面上尚未屈服的材料所承担，使截面上其它点的应力相继增大到屈服极限，该截面上的应力逐渐趋于平均，如图2-32 所示。
因此，用塑性材料制作的零件，在静荷作用下可以不考虑应力集中的影响。
而对于组织均匀的脆性材料，因材料不存在屈服，当孔边最大应力的值达到材料的强度极限时，该处首先断裂。
因此用脆性材料制作的零件，应力集中将大大降低构件的强度，其危害是严重的。
(完整word版)ansys实验报告
有限元上机实验报告姓名柏小娜学号0901510401实验一一 已知条件简支梁如图所示，截面为矩形，高度h=200mm ，长度L=1000mm ，厚度t=10mm 。
上边承受均布载荷，集度q=1N/mm 2，材料的E=206GPa ，μ=0.29。
平面应力模型。
X 方向正应力的弹性力学理论解如下：)534()4(622223-+-=h y h y q y x L h q x σ二 实验目的和要求（1）在Ansys 软件中用有限元法探索整个梁上x σ，y σ的分布规律。
（2）计算下边中点正应力x σ的最大值；对单元网格逐步加密，把x σ的计算值与理论解对比，考察有限元解的收敛性。
（3）针对上述力学模型，对比三节点三角形平面单元和4节点四边形平面等参元的求解精度。
三 实验过程概述（1） 定义文件名（2） 根据要求建立模型：建立长度为1m ，外径为0.2m ，平行四边行区域 （3） 设置单元类型、属性及厚度，选择材料属性： （4） 离散几何模型，进行网格划分 （5） 施加位移约束 （6） 施加载荷（7） 提交计算求解及后处理 （8） 分析结果四 实验内容分析（1）根据计算得到应力云图，分析本简支梁模型应力分布情况和规律。
主要考察x σ和y σ，并分析有限元解与理论解的差异。
由图1看出沿X 方向的应力呈带状分布，大小由中间向上下底面递增，上下底面应力方向相反。
由图2看出应力大小是由两侧向中间递增的，得到X 方向上最大应力就在下部中点，为0.1868 MPa 。
根据理论公式求的的最大应力值为0.1895MPa 。
由结果可知，有限元解与理论值非常接近。
由图3看出Y 的方向应力基本相等，应力主要分布在两侧节点处。
图 1 以矩形单元为有限元模型时计算得出的X 方向应力云图图 2 以矩形单元为有限元模型时计算得出的底线上各点x 方向应力图（2）对照理论解，对最大应力点的x σ应力收敛过程进行分析。
列出各次计算应力及其误差的表格，绘制误差－计算次数曲线，并进行分析说明。
(完整word版)材料力学性能最终版本
4.晶界滑动蠕变：由晶界的滑移和迁移而导致晶界滑动产生的蠕变。
5.扩散蠕变：晶粒受到单方向拉应力，出现某一方向原子间距增大从而出现空隙，空隙原子向此扩散，而穴位向原子间距减小方向扩散，导致晶粒向某一方向伸长引起的蠕变。
6.持久塑性：通过持久强度试验，试样断裂后测其延伸率和断面收缩率，反映其持久塑性。
8.刚度：材料在弹性变形范围内抵抗变形的能力。
9.弹性比功：材料吸收变形功而不发生永久变形的能力。
10.弹性后效：在恒力作用下，应变逐渐增加，卸载后应变逐渐恢复的现象。
11.弹性滞后环：加载线与卸载线所围成的路径。
12.包申格效应：先进行预变形，然后进行反向拉伸，屈服强度下降的现象。
1.物理屈服现象：当应力达到一定值时，发生大规模塑性变形的现象；表示材料由弹性变形状态进入塑性变形状态。
概念题
1.变形：零件尺寸和形状的变化。
2.弹性变形：可以恢复的变形。
3.塑性变形：永久不可以恢复的变形。
4.弹性模量：在单向拉伸下测定，表征材料抵抗正应变的能力。
5.切变弹性模量：在剪切的状态下，表示材料抵抗切应变的能力。
6.泊松比：单向拉伸状态下，横向应变与拉伸方向正应变之比。
7.体积弹性模量：静水压力状态下，材料所受外力与其体积变化率之比。
8.平面应力状态：只在两个方向上存在的应力状态。
9.晶体材料正断：在拉应力作用下，沿与拉应力垂直的原子面被拉开的过程
10.过载持久值；当应力超过疲劳极限时，材料对过载抗力的大小。
11.疲劳源区：疲劳裂纹起源于应变集中的局部显微区域。
简答题
第一章
1.工程金属材料的应力-应变曲线有几种典型形式？主要特征如何？各为什么材料所拥有？
(完整word版)同济大学钢结构设计原理题库及答案
一、填空题1．承受动力荷载作用的钢结构，应选用综合性能好的钢材。
2．冷作硬化会改变钢材的性能，将使钢材的强度提高，塑性、韧性降低。
3．钢材五项机械性能指标是屈服强度、抗拉强度、延伸率、冷弯性能、冲击韧性。
4．钢材中氧的含量过多，将使钢材出现热脆现象。
5．钢材含硫量过多，高温下会发生热脆，含磷量过多，低温下会发生冷脆。
6．时效硬化会改变钢材的性能，将使钢材的强度提高，塑性、韧性降低。
7．钢材在250ºC度附近有强度提高塑性、韧性降低现象，称之为蓝脆现象。
8．钢材的冲击韧性值越大,表示钢材抵抗脆性断裂的能力越强。
9．钢材牌号Q235－BF,其中235表示屈服强度 ,B表示质量等级为B级 ,F表示沸腾钢。
10．钢材的三脆是指热脆、冷脆、蓝脆。
11．钢材在250ºC度附近有强度提高塑性、韧性降低现象，称之为蓝脆现象。
12．焊接结构选用焊条的原则是,计算焊缝金属强度宜与母材强度相适应，一般采用等强度原则。
13．钢材中含有C、P、N、S、O、Cu、Si、Mn、V等元素,其中 N、O 为有害的杂质元素。
14．衡量钢材塑性性能的主要指标是伸长率。
15．.结构的可靠指标β越大,其失效概率越小。
16．承重结构的钢材应具有抗拉强度、屈服点、伸长率和硫、磷极限含量的合格保证,对焊接结构尚应具有碳极限含量的合格保证;对于重级工作制和起重量对于或大于50 t中级工作制焊接吊车梁、吊车桁架或类似结构的钢材,应具有冷弯试验的的合格保证。
17．冷弯性能合格是鉴定钢材在弯曲状态下塑性应变能力和钢材质量的综合指标。
18．冷弯性能是判别钢材塑性变形能力和钢材质量的综合指标。
19．薄板的强度比厚板略高。
20．采用手工电弧焊焊接Q345钢材时应采用 E50 焊条。
21．焊接残余应力不影响构件的强度。
22．角焊缝的最小计算长度不得小于和焊件厚度。
23．承受静力荷载的侧面角焊缝的最大计算长度是。
24．在螺栓连接中，最小端距是 2d25．在螺栓连接中，最小栓距是 3d。
(完整word版)桥梁工程英语专业词汇
拱桥
arch bridge
拱桥： hump bridge｜arch bridge｜arched bridge
拱橋： Arch bridge|Puente en arco｜Pont en arc
鸠拱桥: Khājū
强度
intensity
strength
强度: intensity|Strength|Density
跨越点: crossing point｜crossover point
刚构桥
rigid frame bridge
刚构桥： rigid frame bridge
形刚构桥： T—shaped rigid frame bridge
连续刚构桥: continuous rigid frame bridge
刚度比
重力标准值: gravity standard
设计值
value of calculation
design value
设计值: design value|value|designed value
作用设计值： design value of an action
荷载设计值： design value of a load
预应力混凝土管: prestressed concrete pipe
预应力钢筋束
预应力钢筋束： pre—stressing tendon|pre—stre ingtendon
抛物线型钢丝束(预应力配钢筋结构用)： parabolic cable
最小配筋率
minimum steel ratio
轴向拉力
桥梁工程
bridge construction
(完整word版)地应力计算公式
地应力计算公式（一）、井中应力场的计算及其应用研究（秦绪英，陈有明，陆黄生 2003年6月） 主应力计算根据泊松比μ、地层孔隙压力贡献系数V 、孔隙压力0P 及密度测井值b ρ可以计算三个主应力值：()001H v A VP VP μσσμ⎡⎤=+-+⎢⎥-⎣⎦()001h v B VP VP μσσμ⎡⎤=+-+⎢⎥-⎣⎦Hv b dh σρ=⋅⎰相关系数计算：应用密度声波全波测井资料的纵波、横波时差（p t ∆、s t ∆）及测井的泥质含量sh V 可以计算泊松比μ、地层孔隙压力贡献系数V 、岩石弹性模量E 及岩石抗拉强度T S 。
① 泊松比22220.52()s p spt t t t μ∆-∆=∆-∆② 地层孔隙压力贡献系数 22222(34)12()b s s p m ms mp t t t V t t ρρ∆∆-∆=-∆-∆ ③ 岩石弹性模量 2222234s pb ss pt t E tt tρ∆-∆=⋅∆∆-∆④ 岩石抗拉强度 22(34)[(1)]T b s p sh sh S a t t b E V c E V ρ=⋅⋅∆-∆⋅⋅⋅-+⋅⋅注：,,,m ms mp t t ρρ∆∆分别为密度测井值，地层骨架密度，横波时差和纵波时差值。
,,a b c 为地区试验常数。
其它参数不同地区岩石抗压强度参数是参照岩石抗拉强度数值确定,一般是8～12倍,也可以通过岩心测试获得。
岩石内摩擦系数及岩石内聚力是岩石本身固有特性参数,可以通过测试分析获得。
地层孔隙压力由地层水密度针对深度积分求取,或者用重复地层测试器RFT 测量。
也可以通过地层压裂测试获得,测试时,当井孔压力下降至不再变化时,为储层的孔隙压力。
（二）、一种基于测井信息的山前挤压构造区地应力分析新方法（赵军 2005年4月）基于弹性力学的测井地应力分析以弹性力学理论为基础,经过一定的假设条件和边界条件可以推演出用于计算地下原地应力的数学模型,用地球物理测井信息(包括声波全波列和密度等)确定模型参数,对地应力进行连续计算与分析。
应力集中
应力集中stress concentration受力零件或构件在形状、尺寸急剧变化的局部出现应力显著增大的现象。
如传动轴轴肩圆角、键槽、油孔和紧配合等部位，受力后均产生应力集中。
这些部位的峰值应力从集中点到邻近区的分布有明显的下降，呈现很高的应力梯度d/dx(见图)。
零件的早期失效常发生在应力集中的部位,因此了解和掌握应力集中问题，对于机械零件的合理设计和减少机械的早期失效有重要意义。
应力集中系数是评定应力集中的指标。
用分析计算方法或实验应力分析方法（常用光弹性法）求得静载时局部最大应力与该截面（最小截面）名义平均应力之比，便得到弹性应力集中系数K又称理论应力集中系数，它仅与零件的几何形状和变形形式有关。
但零件的强度不仅与几t何形状有关，也与它的尺寸、材料和载荷的性质有关。
如应力集中对疲劳极限的影响，用Kf 表示K为有效应力集中系数。
f用于拉伸、弯曲变形；越大，对应力集中越敏感。
用于扭转变形,一般静强度越高的材料Kf应力集中使交变应力下零件和构件的强度显著降低，因此设计时应该力求减轻应力集中程度，改善局部状况，尽可能使截面的变化平缓，以降低应力集中的影响。
加大过渡部分的圆角半径、沉割圆角、过渡肩环，或采用减载槽等办法，可使应力的流线从低应力区平滑和缓地过渡到高应力区，降低最大应力峰值。
静载时，塑性材料的屈服能缓和应力集中。
铸铁对应力集中不敏感，故对强度无影响。
用其他脆性材料制造的零件，在静、动载荷时均须考虑应力集中的影响。
应力集中 s tress concentration在物体形状急剧变化处，应力发生局部显著增高的现象。
在工程结构的凹角、缺口、沟槽、孔洞附近均会发生应力集中，其中孔洞附近的应力局部增高称为孔边应力集中。
在水利工程中，大坝的坝踵附近以及坝内廊道附近的应力局部增高是应力集中的典型实例。
孔边应力集中的特点是：①集中性，即在孔洞附近的应力远大于无孔时的应力；②局部性，即在离孔边较远之处（例如几倍孔径之外），应力几乎不受孔的影响，其分布情况与数值大小都几乎与无孔时相同；③在弹性范围内，应力集中程度仅与孔的形状以及受力状态有关，而与荷载的大小无关。
材料力学Microsoft Word 文档
一、简答题1、轴向拉压时杆件受力和变形的特点？答： 外荷载必须是轴向荷载，其内力只有轴力。
变形特点是轴向伸长或缩短。
2、什么是最大拉应力理论？如何选择？答：最大拉应力理论认为引起材料断裂的主要因素是最大拉应力，而且，不论材料处于何种应力状态，只要最大拉应力达到材料单向拉伸断裂时的最大拉应力，材料即发生断裂。
脆性材料在二向或三向受拉断裂时；当存在压应力的情况下，只在最大压应力值不超过最大拉应力值，可选用最在拉应力理论。
3、低碳钢拉伸试验时分哪几个变形阶段？答：有弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和缩颈阶段等。
4、什么是应力集中？应力集中对构件强度有何影响？答：应力应力集中：由于截面急剧变化所引起的应力局部增大现象，称为应力集中。
在设计脆性材料构件时，应考虑应力集中的影响。
在设计塑性材料构件的静强度问题时，通常可以不考虑应力集中的影响。
应力集中对构件的疲劳强度影响极大。
所以，在工程设计中，要特别注意减小构件的应力集中。
5、若直径和长度相同，而材料不同的两根轴，在相同的扭矩作用下，它们的最大切应力是否相同？扭转角是否相同？ 答：轴扭转时最大剪应力p W T =τ，因为两根轴直径d 和长度l 都相同，所以p W 相同。
因此，最大剪应力max τ相同。
扭转角不同。
6、铸铁T 形截面悬臂梁，在自由端上作用向下的集中荷载。
若保证在任何情況下都无扭转（画出截面放置图，并说明理由。
）所以截面（在图中示意）？。
最大压应力发生在固定端左下角。
8、什么是疲劳破坏？图示交变应力循环特征r ，应力振幅σa 和平均应力σm 分别为多少？答：在交变应力作用下，构件产生可见裂纹或完全断裂的现象，称为疲劳破坏。
r =0, σa =50Mpa ,σm =50Mpa9、构件说明图示结构中，AD杆发生什么变形？答：发生弯曲和压缩的组合变形。
10、什么是最大拉应变理论？如何选择？11、梁截面合理强度设计的原则是什么？举例说明抗拉强度低于抗压强度的脆性材料梁，宜采用哪种截面？答：从弯曲强度考虑，合理的截面形状，是使用较小的截面面积，能获得较大抗弯截面系数的截面。
(完整word版)应力集中
材料在交变应力作用下发生的破坏称为疲劳破坏。
通常材料承受的交变应力远小于其静载下的强度极限时，破坏就可能发生。
另外材料会由于截面尺寸改变而引起应力的局部增大，这种现象称为应力集中。
对于组织均匀的脆性材料，应力集中将大大降低构件的强度，这在构件的设计时应特别注意。
承受轴向拉伸、压缩的构件，只有在寓加力区域稍远且横截面尺寸又无急剧变化的区域内，横截面上的应力才是均匀分布的。
然而工程中由于实际需要，某些零件常有切口、切槽、螺纹等，因而使杆件上的横截面尺寸发生突然改变，这时，横截面上的应力不再均匀分布，这已为理论和试验所证实。
如图 2-31[a] 所示的带圆孔的板条，使其承受轴向拉伸。
由试验结果可知 : 在圆孔附近的局部区域内，应力急剧增大，而在离开这一区域稍远处，应力迅速减小而趋于均匀( 图 2 — 31[b]) 。
这种由于截面尺寸突然改变而引起的应力局部增大的现象称为应力集中。
在 I — I 截面上，孔边最大应力与同一截面上的平均应力之比，用表示称为理论应力集中系数，它反映了应力集中的程度，是一个大于 1 的系数。
而且试验结果还表明 : 截面尺寸改变愈剧烈，应力集中系数就愈大。
因此，零件上应尽量避免带尖角的孔或槽，在阶梯杆截面的突变处要用圆弧过渡。
在静荷作用下，各种材料对应力集中的敏感程度是不相同的。
像低碳钢那样的塑性材料具有屈服阶段，当孔边附近的最大应力达到屈服极限时，该处材料首先屈服，应力暂时不再增大。
如外力继续增加，增加的应力就由截面上尚未屈服的材料所承担，使截面上其它点的应力相继增大到屈服极限，该截面上的应力逐渐趋于平均，如图 2-32 所示。
因此，用塑性材料制作的零件，在静荷作用下可以不考虑应力集中的影响。
而对于组织均匀的脆性材料，因材料不存在屈服，当孔边最大应力的值达到材料的强度极限时，该处首先断裂。
因此用脆性材料制作的零件，应力集中将大大降低构件的强度，其危害是严重的。
这样，即使在静载荷作用下一般也应考虑应力集中对材料承载能力的影响。
应力集中的实例
应力集中的实例（原创版）目录1.应力集中的定义2.应力集中的实例3.应力集中的影响4.如何避免应力集中正文1.应力集中的定义应力集中是指在外力作用下，材料内部的应力分布出现局部集中的现象。
当材料受到外部力的作用时，会在某些区域产生较大的应力，而其他区域的应力则相对较小。
这种应力分布的不均匀性可能导致材料在某些局部区域发生破坏或变形。
2.应力集中的实例应力集中的实例有很多，以下是一些常见的情况：（1）焊接接头：在焊接过程中，由于焊接结构的不均匀性，以及焊接过程中产生的残余应力，可能导致焊接接头处的应力集中。
（2）螺纹连接：螺纹连接处的应力集中是由于螺纹的形状和受力特点造成的。
在受力过程中，螺纹连接处的应力分布会出现不均匀，导致应力集中。
（3）孔洞周围：在材料中存在孔洞时，孔洞周围的应力分布也会出现集中。
这是因为孔洞边缘的材料受到周围区域的挤压，导致应力集中。
（4）材料缺陷：材料中的缺陷，如裂纹、夹杂物等，也会导致应力集中。
这些缺陷会降低材料的强度，并在受力过程中引发应力集中，从而加剧材料的破坏。
3.应力集中的影响应力集中会对材料产生以下影响：（1）降低材料强度：应力集中会导致局部区域的应力超过材料的屈服强度或强度极限，从而使材料发生塑性变形或断裂。
（2）加剧疲劳破坏：在循环载荷作用下，应力集中会导致材料的疲劳寿命降低，从而加剧疲劳破坏。
（3）影响结构稳定性：应力集中可能引起结构的局部失稳，导致整个结构的承载能力降低。
4.如何避免应力集中为避免应力集中，可以采取以下措施：（1）优化设计：在设计阶段，通过采用合适的结构形式、材料和连接方式，以降低应力集中的可能性。
（2）加工质量控制：在制造过程中，严格控制加工质量，减少焊接、切割等过程中产生的缺陷，降低应力集中的风险。
（3）加强装配和连接：在装配和连接阶段，确保各个部件的连接牢固可靠，遵循操作规程，避免因操作不当导致的应力集中。
(完整word版)疲劳分析计算流程
疲惫剖析，从零开始1丈量应变、应力谱图（1）权衡应力集中的地区，部署应变片能够经过模拟（有限元）或试验（原型上涂上一层油漆，待油漆干后施加载荷，油漆剥落的地方应力集中），确立应力集中的地区，而后按左下列图在应力集中地区部署三个应变片：由于资料是各向同性，因此 x,y 方向其实不必定是水平易竖直方向，但二者必定要垂直，中间一个必定要和 x,y 方向成 45°角。
（ 2）依据测的应变和资料性能，计算应力测得的三个应变，分别记为ε x,εy,εxy。
两个主应力（假定只有弹性变形）：此中，E 为资料的弹性模量，μ为泊松比。
依据这两个主应力，能够计算出有些方法可能需要的等效应力（主要目的是将多重量的应力状态转变为一个数值，以方便应用资料的疲惫数据），如米塞斯等效应力：1222m12122或最大剪应力：1212实质丈量的是应变 - 时间谱图，应力（或等效应力） - 时间谱图可由上述公式计算。
（３）分解谱图就是对上边测得的应力（应变）－时间谱图进行分解统计，计算出不一样应力（包含幅度和均匀值）循环下的次数，以便计算积累的损害。
最常用的是雨流法（ rainflow counting method）。
2获得资料数据假如载荷频次不高，能够做一组简单的疲惫测试（正弦应力，拉压或曲折均可，有国家标准）：获得一条应力 -寿命（即循环次数）曲线，即所谓的S-N 曲线：1：假如载荷频次较高或温度变化较大，还要丈量不一样均匀应力和不一样温度下的 S-N 载荷，以便进行插值计算，由于此时均匀应力对寿命有影响。
也能够依据不一样的经验公式（如Ｇｏｏｄｍａｎ准则，Ｇｅｒｂｅｒ准则等），以及其余资料性能（如拉伸强度，损坏强度等），由一般的Ｓ－Ｎ曲线（即均匀应力为０）来计算均匀应力不为零时对应的疲惫寿命。
2：假如资料数据极为有限，或许企业很穷很懒不肯做疲惫试验，也能够由资料的强度估量疲惫性能。
3：:假如出现塑性应变，累计损害一般鉴于应变－寿命曲线（即Ｅ－Ｎ曲线），因此需要施加应变载荷。
应力集中小结
应力集中小结一, 应力集中的概念在材料断面急剧变化，结构形状急剧变化，材料内部有气孔、夹渣等缺陷，断面开孔等部位，应力比正常值高出许多，这种现象就叫应力集中。
其科学定义为:定义1:结构或构件承受载荷时,在其形状与尺寸突变处所引起应力显著增大的现象.应用学科:船舶工程（一级学科）；船体结构、强度及振动（二级学科）定义2:受载零件或构件在形状、尺寸急剧变化的局部出现应力增大的现象。
应用学科: 机械工程（一级学科）；疲劳（二级学科）；疲劳一般名词（三级学科）定义3: 物体在形状急剧变化处、有刚性约束处或集中力作用处，局部应力显著增高的现象。
应用学科:水利科技（一级学科）；工程力学、工程结构、建筑材料（二级学科）；工程力学（水利）（三级学科）二, 何种情况容易产生应力集中(1) 截面的急剧变化. 如: 构件中的油孔,键槽,缺口,台阶等.(2) 受集中力作用. 如:齿轮轮齿之间的接触点,火车车轮与钢轨的接触点等.(3) 材料本身的不连续性. 如材料中的夹渣,气孔等.(4) 构件钟由于装配,焊接,冷加工,磨削等而产生的裂纹.(5) 构件在制造或装配过程中,由于强拉伸,冷加工,热处理,焊接等而引起的残余应力.这些残余应力叠加上工作应力后,有可能楚翔较大的应力集中.(6) 构件在加工或运输中的意外撞伤和刮痕.三, 应力集中的测试方法目前主要的测试方法有电测法、光纤光栅法、振弦式应变测量等四, 磁应力集中测试原理与仪器原理: 主要通过检测构件表面磁场强度的垂直分量Ｈｐ（ｙ）值，需要加入定位和测距装置，从某种程度上限制了金属磁记忆检测技术的广泛应用。
本发明采用专用的检测仪器，对构件表面磁场强度的水平分量Ｈｐ（ｘ）值进行检测，根据先期实验确定的疲劳裂纹存在门槛值Ｈｐ（ｘ）↓［Ｅ］，并结合调整系数β，判定有无疲劳裂纹；根据“｜Ｈｐ（ｘ）｜↓［ｍａｘ］－裂纹宽度ｗ对应关系标准曲线”，测定疲劳裂纹的长宽尺寸；对于无裂纹的应力集中区利用自定义公式计算磁示应力集中系数Ｋ↓［Ｈ］，定量表征应力集中的程度。
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材料在交变应力作用下发生的破坏称为疲劳破坏。
通常材料承受的交变应力远小于其静载下的强度极限时，破坏就可能发生。
另外材料会由于截面尺寸改变而引起应力的局部增大，这种现象称为应力集中。
对于组织均匀的脆性材料，应力集中将大大降低构件的强度，这在构件的设计时应特别注意。
承受轴向拉伸、压缩的构件，只有在寓加力区域稍远且横截面尺寸又无急剧变化的区域内，横截面上的应力才是均匀分布的。
然而工程中由于实际需要，某些零件常有切口、切槽、螺纹等，因而使杆件上的横截面尺寸发生突然改变，这时，横截面上的应力不再均匀分布，这已为理论和试验所证实。
如图 2-31[a] 所示的带圆孔的板条，使其承受轴向拉伸。
由试验结果可知 : 在圆孔附近的局部区域内，应力急剧增大，而在离开这一区域稍远处，应力迅速减小而趋于均匀( 图 2 — 31[b]) 。
这种由于截面尺寸突然改变而引起的应力局部增大的现象称为应力集
中。
在 I — I 截面上，孔边最大应力与同一截面上的平均应力之比，用表示
称为理论应力集中系数，它反映了应力集中的程度，是一个大于 1 的系数。
而且试验结果还表明 : 截面尺寸改变愈剧烈，应力集中系数就愈大。
因此，零件上应尽量避免带尖角的孔或槽，在阶梯杆截面的突变处要用圆弧过渡。
在静荷作用下，各种材料对应力集中的敏感程度是不相同的。
像低碳钢那样的塑性材料具有屈服阶段，当孔边附近的最大应力达到屈服极限时，该处材料首先屈服，应力暂时不再增大。
如外力继续增加，增加的应力就由截面上尚未屈服的材料所承担，使截面上其它点的应力相继增大到屈服极限，该截面上的应力逐渐趋于平均，如图 2-32 所示。
因此，用塑性材料制作的零件，在静荷作用下可以不考虑应力集中的影响。
而对于组织均匀的脆性材料，因材料不存在屈服，当孔边最大应力的值达到材料的强度极限时，该处首先断裂。
因此用脆性材料制作的零件，应力集中将大大降低构件的强度，其危害是严重的。
这样，即使在静载荷作用下一般也应考虑应力集中对材料承载能力的影响。
然而，对于组织不均匀的脆性材料，如铸铁，其内部组织的不均匀性和缺陷，往往是产生应力集中的主要因素，而截面形状改变引起的应力集中就可能成为次要的了，它对构件承载能力不一定会造成明显的影响。
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