一般情况下，在我们做结构的应力计算时，使用的是每计算截面的平均应力，这在多数情况下是没事的，但部分情况下，如：杆件与杆件的接触部分，杆件的开孔部分，却会因各种由荷载产生的力或力矩导致截面部分地区的应力远大于平均应力，这时我们就把这称为应力集中，! O s! C" [$ {: I. e4 W- b
应力在固体局部区域内显著增高的现象。多出现于尖角、孔洞、缺口、沟槽以及有刚性约束处及其邻域。应力集中会引起脆性材料断裂；使物体产生疲劳裂纹。
但是轴上的卸荷槽会使该处的轴径变小呀,承载能力不是下降了吗,应力不是变大了吗?请看下面一段话和图片,我不懂其中的道理.9 {$ O8 ]3 i' q6 j3 O6 d
轴的过渡处有应力集中(为什么?),从而降低疲劳强度.措施是采用减载槽、中间环或凹切圆角等结构（实在不懂！为什么这样就可以减小应力集中呢，我以为增大轴径才可以减小应力集中的呀）' W0 e. Y+ p d
要想搞明白这个问题，我想先要搞明白什么是荷载力、什么是应力？简单地来说荷载力来源于动力源作用于工作终端，其力的大小为工作终端负苘加传动损耗，而应力则是由材料内部的分子发生错位（部分分子受拉力或热力作用其分子链被拉长、而有些分子则受压缩力或冷凝力的作用其分子被压缩，同时这两种变形的分子又相互作用在其过渡区域就会受两种作用力的影响，分子链也会受到破坏产生裂纹）而产生的作用カ。人们在生产实践中发现材料在受力情况下都会发生变形，其变形量与受力的大小及受力的区城大小有关，卸载后的剩余应力与局剖的变形量成正比，对台阶轴而言诺不加任何措施、由于作用区域小其作用力仅在轴的圆周面上产生作用，轴芯部分并不受カ，这种现象本人称它为集肤效应。因此此时的轴肩处的圆周面受到剪切变形，分子链相继受到破坏并向轴芯延伸最终导至轴颈断裂。若在轴肩处采用圆弧过度等措施，相对来说增加了作用区域（两作用力之间的距离增加，材料所允许的扭转角度就变大，随着轴的扭转角度的增加使得轴芯部分有更多的分子链来参加传递动力，这样每个分子链的负荷也就变小很多，轴的寿命也得以延长，值得注意的是这并不意味着此轴可永久使用，因为材料在受力的情况下都会受损，只不过程度不同，程度大的寿命短、程度小的寿命长，这也就是人们常说的疲劳寿命。/ r( D: e) J! y8 S. P* X+ P
我先解释什么是应力集中,简单地说，几何表面不连续就将阻断应力或破坏应力的正常传递方向，从而在不连续处出现应力突变或奇异,外文资料中常写为Stress Singularity。应力大小为距离平方的倒数的自然对数值，即ln(1/r2)。要记住关键是表面不连续是内在原因，由此也就不难理解图中所示结构的沟槽、倒角等为什么产生应力集中了。连续的概念要从导数的定义去理解，为什么要圆弧过渡。; N, l" F& p) b4 z+ b
5 i& O! \ M5 Z& M# V1 t) Z/ k我们在企业从事机械零件加工、产品制造的同志一定知道最忌讳的就是防止零件表面的磕碰伤，要轻拿轻放。其实根本道理就是伤痕处本身已经使表面曲线不连续从而产生应力集中，是潜在的疲劳裂纹源。图b中的中间环并不是减轻应力集中，它的作用就和一般的隔圈一样，调整轴向位置。# X- J5 y; r. N
发表于 2007-5-22 15:52:50
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