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8.6应力集中的概念8.6应力集中的概念8.6应力集中的概念一、什么是应力集中等截面直杆受轴向拉伸或压缩时，横截面上的应力是均匀分布的。但由于实际需要，在些构件必须有切口、切槽等，以致在这些部位上截面尺寸发生突然的变化。实验结果和理论分析表明，在构件尺寸突然改变的横截面上，应力并不是均匀分布的。例如开有圆孔和带有切口的板条，当其受轴向拉伸时，在圆孔和切口附近的局部区域内，应力将剧烈增加，但在离开这一区域稍远处，应力就迅速降低而趋于均匀。这种因杆件外形突然变化而引起局部应力急剧增大的现象，称为应力集中。8.6应力集中的概念如图所示8.6应力集中的概念二、如何描述应力集中？设在发生应力集中的截面上的最大应力为max,同一截面上的平均应力为m,则比值

=max

/m

,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1的系数。实验结果表明：截面尺寸改变得越急剧、角越尖、孔越小,应力集中和程度就越严重。因此,构件上应尽可能地避免带尖角的孔和槽,在阶梯轴的轴肩处要用圆弧过渡,而且在结构允许的范围,应尽量使圆弧半径大一些。8.6应力集中的概念三、应力集中的危害各种材料对应力集中的敏感程度并不相同。塑性材料有屈服阶段，当局部的最大应力max到达屈服极限时s

，该处材料的变形可以继续增长，而应力却不再加大。如外力继续增加，增加的力就由截面尚未屈服的材料来承担，使截面上其他点的应力相继增大到屈服极限，如图所示。这就使截面上的应力逐渐趋于平均，降低了应力不均匀程度，也限制了最大应力max的数值。因此，用塑性材料制成的构件在静载作用下，可以不考虑应力集中的影响。8.6应力集中的概念脆性材料没有屈服阶段，当荷载增加时，应力集中处的最大应力max一直领先，不断增长，首先到达强度极限b

，该处将首先产生裂纹。所以对于脆性材料制成的构件，应力集中的危害性显得严重。因此，即使在静载下，也应考虑应力集中对构件承载能力的削弱。但是象灰铸铁这类材料，其内部的不均匀性和缺陷往往是产生应力集中的主要因素，而构件外形改变所引起的应力集中就可能成为次要因素，对构件的承载能力不一定造成明显的影响。8.6应力集中的概念当构件受周期性变化的应力或受冲击荷载作用时，不论是塑性材料还是脆性材料，应力集中对构件的强度都有严重的影响，往往是构件破坏的根源，应引起充分的重视。第八章小结第八章小结1.轴向受拉或受压杆件的共同特点是：在受力方面，作用于杆件上的外力合力的作用线与杆件轴线重合；在变形方面，杆件变形是沿轴线方向的伸长或缩短。轴力以受拉为正。2.轴向拉压杆横截面上的应力在横截面上式均匀分布的。轴向拉压杆的变形可以用胡克定理来计算。3.低碳钢拉伸实验的拉断可以分为四个阶段，即弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、颈缩阶段；有三

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