广告

应力集中系数(Kt)

最后更新日期:2020年8月21日

应力集中系数(Kt)是什么意思?

应力集中系数(Kt)是一个无量纲系数,用于量化机械零件中应力的集中程度。定义为零件中最高应力与参考应力的比率。

应力集中,也称为应力上升/上升,是指应力明显大于周围区域的一个点。应力集中是由于几何形状的不规则或部件结构的材料内部的不规则造成的应力流的中断。这些中断通常是由孔洞、沟槽、缺口和圆角等不连续性引起的。应力集中也可能由意外损伤引起,如划痕和刮痕。

典型拉伸载荷下的不连续点集中程度通常用无因次应力集中系数(Kt)表示,该系数为最高应力与参考(远场)应力的比值:

应力集中系数(Kt)公式

请注意,参考应力是在相同加载条件下,但没有任何应力集中器的单元内的总应力(即,当部件没有间断时的总应力)。

了解应力集中系数在材料选择过程中以及对应力腐蚀开裂、微动腐蚀和材料失效的预测是重要的。

广告

腐蚀百科解释应力集中系数(Kt)

基本的应力分析计算假定零件是光滑的,具有均匀的横截面,并且没有不规则性。实际上,几乎所有的工程部件在截面和/或形状上都至少有最小的变化。

轴肩、油孔、键槽和螺纹都会改变应力分布,从而使基本应力分析方程不再适用。这种不连续性导致局部应力增加,称为应力集中系数。

零件周围的应力流线图。

如果材料无缺陷且无不连续性,则应力集中系数为1。如果存在不连续,则应力集中系数大于1。

如何确定应力集中系数(Kt)值

应力集中系数与零件的特定几何形状和载荷条件相关,可以通过实验、分析或计算方法得到。

  • 实验方法:光学方法如光弹性法是非常可靠的,并广泛用于实验确定零件上一点的应力集中。然而,历史上使用的几种替代方法包括网格法、脆性涂层、脆性模型和应变片。
  • 分析方法:弹性理论可以用来分析某些几何形状,计算应力集中系数。
  • 计算方法:有限元技术提供了一种强大而廉价的计算方法来评估应力集中因子。

应力集中系数的特征

  • 零件的几何形状或形状的功能,但不包括其尺寸或材料组成
  • 适用于零件的加载类型(轴向、弯曲或扭转)的功能
  • 特定几何应力升高点(如圆角半径、缺口或孔)在零件中的作用
  • 总是根据特定的公称应力来定义
  • 通常假定是一种线弹性、均质、各向同性的材料

降低零件应力集中系数的方法

有几种消除应力的方法可降低给定零件的应力集中系数,包括:

  • 提供圆角半径,使横截面可以逐渐改变
  • 使用椭圆圆角
  • 如果无法避免出现缺口,则使用多个小缺口,而不是长缺口
  • 如果投影不可避免,使用窄槽而不是宽槽
  • 使用应力消除槽
广告

同义词

应力提升器

分享这个术语

  • 脸谱网
  • LinkedIn
  • 啁啾

相关阅读

标签

材料选择 腐蚀 环境 高耐磨 科学的属性 物理性质 测量 工程和规范编写

流行文章

回到顶端
Baidu