❶ 什么情况下会产生应力集中,应力集中对钢材材性能有何影响
应力集中是应力在固体局部区域内显著增高的现象。多出现于尖角、孔洞、缺口、沟槽以及有刚性约束处及其邻域。应力集中会引起脆性材料断裂;使脆性和塑性材料产生疲劳裂纹。在应力集中区域,应力的最大值(峰值应力)与物体的几何形状和加载方式等因素有关。局部增高的应力值随与峰值应力点的间距的增加而迅速衰减。由于峰值应力往往超过屈服极限(见材料力学性能)而造成应力的重新分配,所以,实际的峰值应力常低于按弹性力学计算出的理论峰值应力。
反映局部应力增高程度的参数有理论应力集中系数α,它是峰值应力和不考虑应力集中时的应力(即名义应力)的比值,它恒大于1,且与载荷的大小无关。对受单向均匀拉伸的无限大平板中的圆孔,α=3。由光滑试样得出的疲劳极限和同样材枓制成的缺口试样的疲劳极限之比,称为有效应力集中系数,它总小于理论应力集中系数,一般可由后者按经验公式得到它的近似值。
❷ 应力集中越严重,钢材也就变得越脆,这是因为什么
应力集中是应力在固体局部区域内显著增高的现象。多出现于尖角、孔洞版、缺口、沟槽以及有刚权性约束处及其邻域。应力集中会引起脆性材料断裂;使脆性和塑性材料产生疲劳裂纹。在应力集中区域,应力的最大值(峰值应力)与物体的几何形状和加载方式等因素有关。局部增高的应力值随与峰值应力点的间距的增加而迅速衰减。由于峰值应力往往超过屈服极限(见材料力学性能)而造成应力的重新分配,所以,实际的峰值应力常低于按弹性力学计算出的理论峰值应力。 反映局部应力增高程度的参数有理论应力集中系数α,它是峰值应力和不考虑应力集中时的应力(即名义应力)的比值,它恒大于1,且与载荷的大小无关。对受单向均匀拉伸的无限大平板中的圆孔,α=3。由光滑试样得出的疲劳极限和同样材枓制成的缺口试样的疲劳极限之比,称为有效应力集中系数,它总小于理论应力集中系数,一般可由后者按经验公式得到它的近似值。
❸ 1. 钢材的硬化和应力集中成因什么对钢材性能有何影响
钢材中产生硬化和应力集中的主要原因是:构件截面的突变。
钢材材料会由于专截面尺寸改属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。