应 力 集 中

图5-25
应力集中
对脆性材料而言，由于没有屈服阶段，当出现应力 集中现象时，一旦应力集中处的最大值达到材料的强度极 限，构件就会突然断裂。这大大降低了构件的承载能力， 因此在强度设计中必须考虑应力集中对其的影响。
对常用的铸铁构件来讲，由于内部组织很不均匀， 内部到处都有应力集中，相比之下，由于构件外形突变引 起的应力集中就为微不足道的因素，因此在静荷载作用下 的铸铁构件的计算可以不考虑其影响。
应力集中
对于塑性材料，随着外力的增加，应力最大值点的应力最先达到 屈服极限σs，之后应力不再继续增大，而应变增加，其他点的应力继 续增大到屈服极限σs，以保持内外力的平衡，如图5-25所示。构件的 屈服区域逐渐扩展，直至截面上各点的应力值都达到屈服极限时，构 件才丧失工作能力。因此，对于塑性材料，应力集中现象并不能显著 降低它的抵抗荷载的能力，在强度设计中可以不考虑应力集中的影响。
工程力学Βιβλιοθήκη 应力集中例如，在杆的某个位置上有一开孔时，通过试验分 析发现，在孔附近的应力值急剧变大且不均匀，而远离孔 处的应力值又迅速下降并趋于均匀，如图5-24所示。这 种由于杆件的截面形状突然变化而引起局部应力急剧增大 的现象称为应力集中。
图5-24
应力集中
1.2 应力集中对构件强度的影响
当构件的形状发生突变时，在突变位置会 出现应力集中现象。由于工程实际的需要，不可 避免地要在构件上留有孔、切口等，使截面形状 在某一部位发生变化，因此，必须考虑应力集中 对构件强度的影响。但应力集中对构件强度的影 响会随材料性质的不同而有所区别。
工程力学
应力集中
1.1 应力集中的概念
由前面的研究可知，杆件发生轴向拉（压） 变形时，横截面上的正应力是均匀分布的，发生 破坏时，在危险截面上应力同时达到极限值，因 此产生断裂。但在实际工程中，人们会发现在杆 件的截面形状发生突变的位置，破坏往往不是同 时发生的，而是从某点开始的，这说明，应力在 该截面上不是均匀分布的。