什么是应力集中?

[拼音]：yingli jizhong

[外文]：stress concentration

受力零件或构件在形状、尺寸急剧变化的局部出现应力显著增大的现象。如传动轴轴肩圆角、键槽、油孔和紧配合等部位，受力后均产生应力集中。这些部位的峰值应力从集中点到邻近区的分布有明显的下降，呈现很高的应力梯度d


/dx(见图)。零件的早期失效常发生在应力集中的部位，因此了解和掌握应力集中问题，对于机械零件的合理设计和减少机械的早期失效有重要意义。

应力集中系数是评定应力集中的指标。用分析计算方法或实验应力分析方法（常用光弹性法）求得静载时局部最大应力





与该截面（最小截面）名义平均应力


_n之比，便得到弹性应力集中系数

K_t又称理论应力集中系数，它仅与零件的几何形状和变形形式有关。但零件的强度不仅与几何形状有关，也与它的尺寸、材料和载荷的性质有关。如应力集中对疲劳极限的影响，用K_f表示

K_f为有效应力集中系数。


用于拉伸、弯曲变形；


用于扭转变形，一般静强度越高的材料K_f越大，对应力集中越敏感。

应力集中使交变应力下零件和构件的强度显著降低，因此设计时应该力求减轻应力集中程度，改善局部状况，尽可能使截面的变化平缓，以降低应力集中的影响。加大过渡部分的圆角半径、沉割圆角、过渡肩环，或采用减载槽等办法，可使应力的流线从低应力区平滑和缓地过渡到高应力区，降低最大应力峰值。静载时，塑性材料的屈服能缓和应力集中。铸铁对应力集中不敏感，故对强度无影响。用其他脆性材料制造的零件，在静、动载荷时均须考虑应力集中的影响。

参考文章

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