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什么是应力集中?

应力集中是指受力构件由于几何形状、外形尺寸发生突变而引起局部范围内应力显著增大的现象。当材料受力时材料表面及内部缺陷处的应力远大于平均应力的现象称为应力集中现象,简称应力集中。通过提高冶金搭灶扮质量、加工质量可有效减小应力集中。

脆性:材料在外力作用下(如拉伸、冲击等)仅产生很小的变形即破坏断裂的性质。对于由脆性材料制成的构件,应力集中现象将一直保持到最大局部应力到达强度极限之前。因此,在设计脆性材料构件时,应考虑应力集中的影响。对于由塑性材料制成的构件,应力集中对其在静载荷作用下的强度则几乎无影响。所以,在研究塑性材料构件的静强度问题时,通常不考虑应力集中的影响。铸铁(牌号一般为以Q、HT等开头的材料),与非金属材料都是脆性材料,碳钢(如45、20等)、铬钢、硅合金钢还有其他一些硬度较小而韧性较好的合金钢为塑性材料延伸率δ是衡量材料塑性性能的指标。——工程上通常把δ>5%的材料称为塑性材料,如钢、铜、铝合金等;把δ<5%的材料称为脆性材料,如铸铁、陶瓷、石材等。低碳钢是典型的塑性材料,其延伸率δ为20~30%。铸铁是典型的脆性材料,其延伸率δ<1%。由低碳钢等塑性材料制成的构件,当应力达到屈服极限σs时,会因显著的塑性变形而使构件原有形状和尺寸发生改变,不再能够正常工作。由铸铁等脆性材料制成的构件,会因应力达到强度极限σb而发生断裂,尽管断裂之前变形还很小。构件失去正常工作能力或发生断裂破坏时的应力,称为极限应力。塑性材料在断裂前已发生显著的塑性变形,故塑性材料的极限应力应是屈服极限σs,而脆性材料直至断裂时也无显著的变形,故脆性材料的极限应力就是强度极限σb。塑性材料和脆性材料在力学性能上的主要差异是:塑性材料在断裂前的变形较大,塑性指标(断面收缩率和伸长率)较高,抵抗拉断的能力较好,其常用的强度指标是屈服极限,而且一般地说,在拉伸和压缩时的屈服极限值相同。脆辩裤性材料在断裂前变形较小,塑性指标较低,其强度指标是强度极限,而其抗拉强度远低于抗压强度。但是材料是塑性的还是脆性的,并知灶非一成不变,它将随材料所处的温度、应变率和应力状态等条件的变化而不同。

什么是应力集中?