零件上出现应力集中的区域

在工程实际中,由于某种用途,通常需要在构件上开孔、开槽、开缺口、制作台阶等,这些构件截面突变的区域会出现应力集中;材料本身存在的夹杂、气孔、裂纹等非连续性缺陷也会产生应力集中;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件应力后也有可能出现较大的应力集中,其中结构焊缝本身就是容易产生应力集中的部位。研究表明:

  1. 材料夹杂与基体弹性模量的差异越大,产生的局部应力集中也越大,气孔导致的应力集中大于硬夹杂;

  2. 多个夹杂存在时,相邻的应力场会发生耦合强化作用,强化效果与夹杂排列方向和加载方向有关;

  3. 在忽略夹杂的循环塑性条件下,循环应力对气孔周围应力集中影响较大,但对硬夹杂周围应力集中影响很小;

  4. 气孔非常靠近表面时,应力水平越高,应力应变集中系数Kg越大,裂纹容易在表面萌生。气孔的位置较深时,应力水平越低,Kg越大,裂纹容易在内部夹杂处萌生。

2 个赞