偏拉與應(yīng)力集中分析實(shí)驗(yàn)(ppt,共44頁)

1、偏拉與應(yīng)力集中分析實(shí)驗(yàn)2016.4問題的提出 應(yīng)力集中現(xiàn)象 偏心加載現(xiàn)象 偏心拉伸實(shí)驗(yàn)安排 工程實(shí)際中，由于構(gòu)件的特殊要求、加載的需要，或不正常的加載，會(huì)出現(xiàn)所謂的”不理想”的情況或用我們學(xué)過的理論知識(shí)無法解釋和分析的問題。而這些問題一般都是構(gòu)件發(fā)生破壞的主要原因。在你生活中觀察到這些情況嗎？如何對(duì)它作出正確的判斷和分析? 偏心在工程實(shí)際中存在狀況偏心加載是一種很普遍的狀態(tài)，由于各種原因，很難將理想載荷加到物體上（構(gòu)件條件和加載條件限制等）。比如教學(xué)實(shí)驗(yàn)中的軸向拉壓加載實(shí)驗(yàn)，彈性常數(shù)測(cè)試實(shí)驗(yàn)等。對(duì)于脆性材料的承壓構(gòu)件，由于這些材料抗拉性能差，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量不使橫截面出現(xiàn)拉應(yīng)力。如鋼筋混凝土受壓

2、構(gòu)件在設(shè)計(jì)中將偏心加載影響作為重要問題考慮并有偏心加載防范措施（如配鋼筋位置和拉壓區(qū)域鋼筋配比等）。舉例：北美一座高層建筑在施工過程發(fā)生坍塌的過程和機(jī)理后，從力學(xué)上分析坍塌的原因：在結(jié)構(gòu)和施工設(shè)計(jì)中，錯(cuò)誤地將承受偏心載荷的懸掛樓板的螺栓當(dāng)作承受軸向載荷。偏心造成的事故舉例2010年10月1日-這是一起無證設(shè)計(jì)、無證施工造成的重大事故。(.由于持力層土質(zhì)為高壓縮性土,在重力偏心的作用.采取了在傾斜一側(cè)減載與在對(duì)應(yīng)一側(cè)加載,以及.2010年10月30日-就不會(huì)造成塔機(jī)在頂升工況下的偏心力矩加大,事故.由于某些管理人員安全意識(shí)淡薄,管理上的松懈,造成一些.竣工前夕發(fā)生特別重大坍塌事故,造成64人死亡

3、, 4人.互通A匝道橋模板支架在加載預(yù)壓時(shí)整體垮塌,造成6人.加工制作粗糙、安 裝存在偏心,影響側(cè)向穩(wěn)定接差,. 2007年12月21日-由于擅自變更施工方案而引發(fā)的生產(chǎn)安全責(zé)任事故。.不能滿足承載力的需要,加載后 致使模板支撐系統(tǒng).造成模板支撐架體偏心受壓,整體不穩(wěn); 現(xiàn)場(chǎng)施工. 一家以建筑工程為主業(yè)的工程處,技術(shù)主管和測(cè)量人員第一次從事鐵路曲線橋施工,不了解設(shè)置預(yù)偏心的意義,按設(shè)計(jì)線路中線定出墩位中線,導(dǎo)致此次測(cè)量事故,線下施工. 偏心事故舉例 2012年哈爾濱陽明灘大橋疏解工程發(fā)生垮塌。該坍塌事故的表現(xiàn)形式是一段橋梁板整體向外發(fā)生側(cè)移和傾覆，極有可能是由于該段橋梁板兩端的支撐失效，與建造

4、質(zhì)量或車輛偏心超載似有關(guān)聯(lián)，或者與兩者都有關(guān)系。發(fā)生坍塌的部位是引橋與主橋相連的一段，其中間采用了單柱支撐，這種橋梁結(jié)構(gòu)在偏心大載荷條件下很容易發(fā)生側(cè)移和傾覆事故。 偏心加載事故舉例 2004年9月，南京某工地正在安裝一臺(tái)剛購買的塔式起重機(jī)機(jī)，在采用液壓裝置自行頂升安裝塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的過程中，塔機(jī)頂升外套架上面的橫梁節(jié)點(diǎn)焊接縫撕脫，外套架及轉(zhuǎn)臺(tái)以上的結(jié)構(gòu)向平衡臂方向傾倒，起重臂在空中翻轉(zhuǎn)180后墜落至平衡臂方向，塔機(jī)上安裝操作工人墜落地面，造成多名工人受傷 塔機(jī)的使用說明書中規(guī)定了“頂升安裝標(biāo)準(zhǔn)節(jié)過程中塔機(jī)應(yīng)處于前后最佳平衡狀態(tài)(即塔身所受不平衡彎矩為最小)”的操作要求，而且還規(guī)定“在加高塔身時(shí)，

5、必須在吊下一節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)之前，塔身每根主肢桿和下轉(zhuǎn)臺(tái)之間至少應(yīng)上好一個(gè)高強(qiáng)螺栓” 。從安裝現(xiàn)場(chǎng)看，操作人員并沒有嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)定和使用說明書的要求，使塔機(jī)處于最佳平衡狀態(tài)，也沒有在吊運(yùn)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)之前安裝好塔身高強(qiáng)螺栓，致使在頂升工況下，塔身上部向平衡臂方向的偏心矩由6.17 tm增加到29.63tm，偏心荷載加大了4.8倍，并作用在頂升外套架的上、下導(dǎo)向滾輪之上。這是此類塔機(jī)在裝拆過程中，只要違反上述安全操作規(guī)程，就會(huì)造成的最常見的事故隱患。 高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程 框架結(jié)構(gòu)中梁柱偏心會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件尤其是柱的受力帶來不利影響，所以高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程規(guī)定框架梁、柱中心線宜重合，當(dāng)梁柱中心線不能

6、重合時(shí)，計(jì)算中應(yīng)考慮偏心對(duì)結(jié)構(gòu)的影響。梁端加腋能減小梁柱偏心距，并已為眾多試驗(yàn)所證明可改善梁柱節(jié)點(diǎn)的受力狀況，但如果其設(shè)置的尺寸不合適，反而會(huì)給結(jié)構(gòu)帶來不利影響，所以，高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程規(guī)定可通過梁水平加腋對(duì)梁柱偏心進(jìn)行處理，但同時(shí)對(duì)梁水平加腋的尺寸進(jìn)行了限制。另外，由于梁柱偏心會(huì)增加結(jié)構(gòu)的自振周期，所以在軟弱地基上設(shè)計(jì)框架結(jié)構(gòu)時(shí)，更應(yīng)該避免梁柱偏心，以免對(duì)結(jié)構(gòu)帶來更為不利的影響。 組合受力舉例 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、認(rèn)識(shí)偏心加載對(duì)桿件承載的影響及應(yīng)力分布的特點(diǎn)； 2、測(cè)定偏拉試件被測(cè)截面的應(yīng)力分布，分析其內(nèi)力分量； 3、測(cè)定偏心距； 4、測(cè)定材料的彈性模量； 5、通過觀察應(yīng)力集中的現(xiàn)象，了解

7、應(yīng)力集中的特點(diǎn)和分布規(guī)律，了解缺口形式及尺寸對(duì)應(yīng)力集中系數(shù)影響。 實(shí)驗(yàn)設(shè)備和試件 1、WDW-100（WDW-100E）電子萬能試驗(yàn)機(jī) 2、YE2539高速靜態(tài)應(yīng)變儀 3、偏拉試件(45號(hào)鋼)（已貼應(yīng)變片）偏心加載對(duì)桿件的影響及內(nèi)力測(cè)定 試件材料：45號(hào)鋼試件名義尺寸 厚度：6mm 測(cè)量截面：寬40mm 剩余截面：寬50mmm許可應(yīng)力=50MPa應(yīng)變片靈敏系數(shù)K2.08偏心拉伸試件正面布片 示意圖實(shí)驗(yàn)安排1、根據(jù)給出的被測(cè)材料的許可應(yīng)力,計(jì)算實(shí)驗(yàn)允許的最大載荷Pmax。在初載荷、末載荷（小于Pmax）之間，采用分級(jí)加載（至少5個(gè)點(diǎn)）的方法加載并記錄不同載荷下的各點(diǎn)應(yīng)變數(shù)據(jù)。要求實(shí)驗(yàn)至少重復(fù)兩次

8、，如果數(shù)據(jù)穩(wěn)定、重復(fù)性好即可。2、選取測(cè)點(diǎn)選用組橋方式直接測(cè)出與各內(nèi)力有關(guān)的應(yīng)變。注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)前要確定加載范圍和加載方案，并經(jīng)帶課老師認(rèn)可后再加載實(shí)驗(yàn)；只能在安裝試件前將載荷顯示清零；不要超載（小于給定最大載荷）；不要超速（加卸載速度均小于2mm/min，應(yīng)變采集前降低速度不停機(jī)采應(yīng)變)。注意試件各電阻應(yīng)變片連接到應(yīng)變儀的順序和通道號(hào)。 應(yīng)力集中問題分析 應(yīng)力集中是指受力構(gòu)件由于幾何形狀、外形尺寸發(fā)生突變而引起局部范圍內(nèi)應(yīng)力顯著增大的現(xiàn)象。在應(yīng)力集中的同時(shí)，還會(huì)形成平面或三向應(yīng)力狀態(tài)，增加了材料的脆化趨勢(shì)。開半圓槽薄板應(yīng)力集中數(shù)據(jù)分析點(diǎn)號(hào)0左缺口邊緣反面1左缺口處2左缺口邊緣正面34缺口截面中

9、點(diǎn)正面51號(hào)試件4號(hào)試件14215227732717619010710510711111599點(diǎn)號(hào)6右缺口邊緣正面7右缺口處8右缺口邊緣反面 9缺口截面中點(diǎn)反面10均勻區(qū)正面11均勻區(qū)反面1號(hào)試件4號(hào)試件187183345300165149911001299878108試件材料：45號(hào)鋼試件名義尺寸： 均勻區(qū)60mm7mm(面積420mm2，21.4MPa) 試件中間截面兩邊開半圓缺口，半徑5mm， 缺口處最小截面50mm7mm(面積350mm2，25.7MPa) 應(yīng)力集中試件布片示意圖F=9KN 327 190 105 111 99 183 300 98(129)1 2 (0) 3 4(9)

10、 5 6(8) 7缺口處應(yīng)力約60MPa（彈性模量按200GPa計(jì)算)應(yīng)力集中問題舉例-汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的金屬事故主要是葉輪、主軸（轉(zhuǎn)子）的變形及開裂。 1.主軸（轉(zhuǎn)子）的塑性變形 2.轉(zhuǎn)子的斷裂 轉(zhuǎn)子斷裂將造成嚴(yán)重事故，應(yīng)引起十分重視。斷裂的起因是出現(xiàn)裂紋。轉(zhuǎn)子發(fā)現(xiàn)第一條宏觀裂紋，在大型汽輪機(jī)中往往作為汽輪機(jī)工作壽命結(jié)束的標(biāo)志。轉(zhuǎn)子產(chǎn)生裂紋的原因主要有以下幾點(diǎn)： （1）、在熱交變應(yīng)力（低頻熱應(yīng)力）和蠕變聯(lián)合作用下出現(xiàn)裂紋； （2）、截面交界處過渡圓角偏小、存在刀痕等原因會(huì)導(dǎo)致機(jī)械應(yīng)力或熱應(yīng)力集中，在交變應(yīng)力作用下產(chǎn)生裂紋； （3）、材質(zhì)不良，存在嚴(yán)重冶金缺陷而導(dǎo)致裂紋產(chǎn)生； （4）、運(yùn)行

11、不當(dāng)而引起損壞。如啟、停機(jī)，變負(fù)荷等情況下，溫度變化率及溫度變化量過大，引起熱應(yīng)力過大等。 3.葉輪的開裂 葉輪開裂主要出現(xiàn)在低壓級(jí)。由于葉輪直徑大，離心力大，長(zhǎng)期運(yùn)行中鍵槽處由于應(yīng)力集中容易出現(xiàn)裂紋，裂紋發(fā)展到一定深度會(huì)引起整個(gè)葉輪飛裂。應(yīng)力集中問題舉例-模具失效原因模具斷裂過程有兩種：一次性斷裂和疲勞斷裂。一次性斷裂為模具有時(shí)在沖壓時(shí)突然斷裂，裂紋一旦萌生，后即失穩(wěn)、擴(kuò)展。 (1)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理引起失效。 尖銳轉(zhuǎn)角(此處應(yīng)力集中高于平均應(yīng)力十倍以上)和過大的截面變化造成應(yīng)力集中，常常成為許多模具早期失效的根源。并且在熱處理淬火過程中，尖銳轉(zhuǎn)角引起殘余拉應(yīng)力，縮短模具壽命。 (2)模具材料質(zhì)

12、量差引起的失效。 a夾雜物過多引起失效。 鋼中存在夾雜物足模具內(nèi)部產(chǎn)生裂紋的根源，尤其是脆性氧化物和硅酸鹽等，在熱壓力加工中不發(fā)生塑性變形，只會(huì)引起脆性的破裂而形成微裂紋。在以后的熱處理和使用中訪裂紋進(jìn)一步擴(kuò)展，而引起模具的開裂。此外，在磨削中，由于大顆粒夾雜物剝落造成表面孔洞。 b表面脫碳引起失效。c碳化物分布不勻，引起失效。 (3)模具的機(jī)加工不當(dāng)。 a 切削中的刀痕：模具的型腔部位或凸模的圓角部位在機(jī)加工中，常常因進(jìn)刀太深而使局部留下刀痕，造成嚴(yán)重應(yīng)力集中，當(dāng)進(jìn)行淬火處理時(shí)，應(yīng)力集中部位極易產(chǎn)生微裂紋。b 電加工引起失效。c磨削加工造成失效(4)模具熱處理工藝不合適。 應(yīng)力集中問題舉例-

13、 焊接結(jié)構(gòu)疲勞斷裂 據(jù)統(tǒng)計(jì)，由于疲勞而失效的金屬結(jié)構(gòu)，約占失效結(jié)構(gòu)的90%。疲勞斷裂的過程由三個(gè)階段所組成：1）在承受重復(fù)載荷的結(jié)構(gòu)的應(yīng)力集中部位產(chǎn)生疲勞裂紋（此時(shí)結(jié)構(gòu)所受應(yīng)力低于彈性極限）；2）疲勞裂紋穩(wěn)定擴(kuò)展；3）結(jié)構(gòu)斷裂。 焊接結(jié)構(gòu)較其它結(jié)構(gòu)（如鉚接結(jié)構(gòu)）更容易產(chǎn)生疲勞斷裂，這是因?yàn)椋?1）鉚接結(jié)構(gòu)的疲勞裂紋發(fā)展遇到釘孔或板層間隔會(huì)受阻，焊接結(jié)構(gòu)由于其整體性，一旦產(chǎn)生裂紋，裂紋擴(kuò)展不受阻止，直至整個(gè)構(gòu)件斷裂。 2）焊接連接不可避免地存在著產(chǎn)生應(yīng)力集中的夾渣、氣孔、咬邊等缺陷。3）焊縫區(qū)存在著很大的殘余拉應(yīng)力。幾個(gè)典型的焊接結(jié)構(gòu)疲勞斷裂事例見圖。 應(yīng)力集中問題舉例-焊接結(jié)構(gòu)疲勞斷裂a(bǔ)為直升

14、飛機(jī)起落架的疲勞斷裂。裂紋從應(yīng)力集中很高的角接板尖端開始，該機(jī)飛行著陸時(shí)發(fā)生破壞，屬于低周疲勞。 b為載重汽車底架縱梁的疲勞斷裂。該梁板厚5mm，承受反復(fù)的彎曲應(yīng)力，在角鋼和縱梁的焊接處，因應(yīng)力集中很高而產(chǎn)生疲勞裂紋而破壞，此時(shí)該車已運(yùn)行30000km。應(yīng)力集中問題舉例應(yīng)力集中問題舉例-手機(jī)應(yīng)力集中問題舉例光彈法是一種光學(xué)應(yīng)力測(cè)量方法。它是將具有雙折射效應(yīng)的透明材料制成的模型置于偏振光場(chǎng)中。當(dāng)給模型加載后，模型上產(chǎn)生干涉條紋圖。條紋與各點(diǎn)應(yīng)力狀態(tài)有關(guān)。等差線就是各點(diǎn)主應(yīng)力差（12）相等的線。等傾線上各點(diǎn)主應(yīng)力方向一致。原理見實(shí)驗(yàn)教材P61.幾個(gè)模型等差線（等色線）圖應(yīng)力集中主要原因構(gòu)件中產(chǎn)生應(yīng)

15、力集中的原因主要有：（1）截面的急劇變化。如：構(gòu)件中的油孔、鍵槽、缺口、臺(tái)階等；（2）受集中力作用。如：齒輪輪齒之間的接觸點(diǎn)，火車車輪與鋼軌的接觸點(diǎn)等；（3）材料本身的不連續(xù)性。如材料中的夾雜、氣孔等；（4）構(gòu)件中由于裝配、焊接、冷加工、磨削等而產(chǎn)生的裂紋；（5）構(gòu)件在制造或裝配過程中，由于強(qiáng)拉伸、冷加工、熱處理、焊接等而引起的殘余應(yīng)力。這些殘余應(yīng)力疊加上工作應(yīng)力后，有可能出現(xiàn)較大的應(yīng)力集中；（6）構(gòu)件在加工或運(yùn)輸中的意外碰傷和刮痕。 應(yīng)力集中特點(diǎn)之一 應(yīng)力集中發(fā)生在局部區(qū)域無限大板小圓孔情況條件：無限大板中心小圓孔彈性范圍內(nèi) 應(yīng)力集中系數(shù)Ktmax /N= 3 有限寬板應(yīng)力集中系數(shù)dD rK

16、tr/d0.1 0.2 0.3 0.4 0.53.02.62.21.81.4對(duì)于有限板寬的含孔板材，其應(yīng)力集中系數(shù)隨著圓孔直徑與板寬的比值降低而下降，且Ktb,橢圓孔，max3N 如： a/b=2時(shí), max=5 N； a/b=10時(shí), max=21 N； a/b=100時(shí), max=201 N； 當(dāng)長(zhǎng)軸a垂直于主應(yīng)力方向時(shí)，a/b越大，應(yīng)力集中系數(shù)就越大 。 缺口形狀對(duì)構(gòu)件承載的影響 缺口形狀一般用缺口的曲率半徑和缺口角來描述。應(yīng)力集中程度與缺口尖銳程度有關(guān)。缺口愈尖銳，應(yīng)力梯度愈大，應(yīng)力集中系數(shù)也愈大。 圖中兩種缺口試件，光滑部分直徑15mm，缺口部分直徑8.6mm。圖a缺口曲率半徑為4.

17、3mm,是鈍缺口 外加載荷65707N,孔邊最大應(yīng)力1177MPa，缺口截面名義應(yīng)力1132MPa。圖b缺口曲率半徑為0.5mm,是尖缺口 當(dāng)外加載荷17260N,孔邊最大應(yīng)力1177MPa，缺口截面名義應(yīng)力 297MPa。缺口形狀對(duì)構(gòu)件承載的影響裂紋 （舉例：飛機(jī)事故） 大量斷裂事故表明：構(gòu)件中存在的裂紋或缺陷，使材料脆性斷裂的傾向增加，造成低應(yīng)力脆斷。對(duì)于高強(qiáng)度鋼構(gòu)件或中低強(qiáng)鋼的大型構(gòu)件，盡管工作應(yīng)力遠(yuǎn)低于屈服強(qiáng)度，而且材料具有一定的塑性和韌性，但往往突然發(fā)生脆斷。通過對(duì)斷口分析發(fā)現(xiàn)，斷裂總是從裂紋尖端引起的。顯然這種含有裂紋的構(gòu)件不能再用傳統(tǒng)的強(qiáng)度條件進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，而要由斷裂力學(xué)理論來解

18、決。裂紋尖端應(yīng)力場(chǎng)是奇異的，應(yīng)力大小已不能用一般彈性力學(xué)的公式來計(jì)算。應(yīng)力場(chǎng)的強(qiáng)弱由KI表示。它被稱為應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度因子。 平面應(yīng)變斷裂韌性KIC就是反映材料抵抗裂紋擴(kuò)展的一種能力，是材料力學(xué)性能。 KIC=y(a)1/2 當(dāng)KI超過臨界值KIC，構(gòu)件由于裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展而發(fā)生斷裂。 在應(yīng)力集中處誘發(fā)裂紋，在循環(huán)載荷作用下裂紋從開裂到穩(wěn)定擴(kuò)展，最后失穩(wěn)擴(kuò)展而使構(gòu)件突然斷裂。疲勞裂紋及擴(kuò)展過程 1954年1月10日，一架英國(guó)航空公司的“彗星”型客機(jī)從意大利羅馬起飛，起飛后26分鐘，機(jī)身在空中解體，墜入地中海，機(jī)上所有乘客和機(jī)組人員全部遇難。這次事故震驚了全世界。在此一年的時(shí)間里，共有3架“彗星”型客機(jī)在

19、空中先后解體墜毀。此慘劇促使科學(xué)家開始研究低應(yīng)力斷裂的“裂紋力學(xué)”，即斷裂力學(xué)逐漸形成。 對(duì)事故的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，“彗星”客機(jī)采用的是方形舷窗。經(jīng)多次起降后，在方形舷窗拐角（直角）處會(huì)出現(xiàn)金屬疲勞導(dǎo)致的裂紋（裂隙）。正是這個(gè)小小的裂紋引起了災(zāi)難事故。后來，所有客機(jī)舷窗均采用圓形或設(shè)計(jì)有很大的圓角，以減小應(yīng)力集中，提高金屬疲勞強(qiáng)度；延緩疲勞裂紋的發(fā)生。與應(yīng)力集中有關(guān)問題(1) 與材料有關(guān) 不同材料對(duì)應(yīng)力集中的敏感度不同。 對(duì)于組織均勻的脆性材料，因材料不存在或發(fā)生很小的塑性變形，當(dāng)孔邊最大應(yīng)力值達(dá)到材料強(qiáng)度極限時(shí)，立即破壞。因此應(yīng)力集中將大大降低脆性材料構(gòu)件的強(qiáng)度； 對(duì)于韌性材料，當(dāng)孔邊的最大應(yīng)力達(dá)到

20、屈服強(qiáng)度時(shí)，該處材料首先屈服，應(yīng)力不再增加。如外力繼續(xù)增加，增加的應(yīng)力就由截面尚未屈服的材料所承擔(dān)，使截面其它點(diǎn)的應(yīng)力相繼增大到屈服極限，該截面應(yīng)力逐漸趨于均勻（應(yīng)力能重新分布）。 有缺口，對(duì)塑性材料來說提高了強(qiáng)度，但降低了塑性（即缺口不敏感）；對(duì)脆性材料，則提前破壞（缺口敏感）。金屬韌性材料應(yīng)力集中特點(diǎn) 應(yīng)力重新分布 (a) (b) (c)(a)缺口邊最大應(yīng)力未到屈服強(qiáng)度，整個(gè)截面發(fā)生的是彈性變形；(b)、(c)當(dāng)缺口邊最大應(yīng)力達(dá)到屈服極限,缺口處首先開始發(fā)生塑性變形，其它部分仍為彈性變形；若再增加外力，此處應(yīng)力不增加，遠(yuǎn)離缺口點(diǎn)的應(yīng)力逐漸增加到屈服極限，塑性變形從孔邊向兩邊擴(kuò)展、范圍擴(kuò)大，

21、彈性變形部分變小。最后截面上的應(yīng)力趨于平均。圓孔變成橢圓孔。最大應(yīng)力位于塑性變形區(qū)和彈性變形區(qū)交界上。如果缺口為非圓型或材料偏脆，則僅發(fā)生部分塑性變形，最大應(yīng)力達(dá)到抗拉強(qiáng)度使材料斷裂。對(duì)于脆性材料，不發(fā)生塑性變形，最大應(yīng)力達(dá)到抗拉強(qiáng)度直接斷裂。 應(yīng)力再重新分布的程度與缺口應(yīng)力集中程度和材料有關(guān)靜載作用時(shí)，韌性材料在構(gòu)件平均應(yīng)力低于許可應(yīng)力時(shí)，可以不考慮應(yīng)力集中問題。而低韌性或脆性材料，則要盡量避免有缺口。但應(yīng)力集中對(duì)材料的疲勞壽命影響很大，無論是脆性材料還是韌性材料的疲勞問題，都必須考慮應(yīng)力集中。復(fù)合材料的應(yīng)力集中問題 復(fù)合材料中的纖維是主要承載的組分，所以不同纖維分布對(duì)缺陷的敏感性差異很大。

22、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料不同鋪層方向?qū)θ笨诘拿舾谐潭却蟛幌嗤?duì)于纖維縱向分布如a，即順纖維加載時(shí)，板邊缺口附近應(yīng)力集中引起纖維與基體界面沿纖維方向脫落，由此缺陷張開鈍化，減輕了應(yīng)力集中。這種情況對(duì)缺陷不敏感。對(duì)于纖維橫向分布如b，即垂直于纖維方向加載時(shí),不存在缺口鈍化，裂紋很容易順原方向擴(kuò)展，而使材料斷裂破壞，即對(duì)缺陷很敏感。(a)縱向加載 （b) 橫向加載 對(duì)兩側(cè)開缺口的0度纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，其缺口的存在不會(huì)很快導(dǎo)致材料破壞，而且不影響無缺口部分材料繼續(xù)承載工作。所以說，復(fù)合材料是容傷性好的材料，即對(duì)缺口不敏感的材料。與應(yīng)力集中有關(guān)問題(2)多數(shù)結(jié)構(gòu)的斷裂大多與應(yīng)力集中有關(guān) 在長(zhǎng)期交變應(yīng)力作用下，應(yīng)力較高的點(diǎn)，逐步形成細(xì)微裂紋，裂紋尖端應(yīng)力嚴(yán)重集中，使裂紋逐步擴(kuò)大，構(gòu)件截面不斷削弱，在偶爾的超載沖擊下，構(gòu)件就會(huì)發(fā)生突然的脆性斷裂。 與應(yīng)力集中有關(guān)問題(3)應(yīng)力集中應(yīng)用 載荷傳感器彈性元件 若要測(cè)力傳感器達(dá)到