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文档简介
材料力学主讲人:张林春二、轴向拉(压)杆横截面上的应力1、轴向拉(压)杆横截面上的应力2、轴向拉(压)杆斜截面上的应力3、应力集中的概念(1)应力集中的概念
开有圆孔的板条孔、槽附近的局部范围内应力将显著增大。截面尺寸、形状突然变化而引发的局部应力显著增大的现象,称为应力集中。
FFFFFF
带有切口的板条(2)应力集中对构件强度的影响塑性材料
脆性材料
脆性材料由于没有屈服阶段,一旦应力集中使局部区域的最大应力达到了抗拉强度,将引起局部脆性断裂,而断裂边缘会产生新的应力集中,继而又发生进一步地脆性断裂,直至整个构件破坏,大大降低构件的承载能力。当局部的最大应力达到屈服点应力时,引起构件的局部塑性变形,最大应力不再增大,如外力继续增大,增加的力就由截面上尚未屈服的材料来承担,使截面上其他应力相继增大到屈服点应力。一般不会影响整个构件的承载能力。
不论是塑性材料还是脆性材料,应力集中对构件的安全性都有较大的影响,应力集中往往是构件破坏的根源。日本美浜核电站事故
(3)应力集中造成灾害的实例美浜核电站座落于东京西部大约320公里的福井县,1976年投入运营,1991年至2003年曾发生过几次与核有关的小事故。2004年8月9日,涡轮所在建筑内连接3号反应堆的水管在工人们准备进行例行安全检查时突然爆裂。虽然并未导致核泄漏,但蒸汽爆发还是导致5名工人死亡,数十人受伤。2006年,美浜核电站又发生火灾,导致两名工人死亡,事故原因主要是蒸汽发生器内细管的金属疲劳。日本航空123号班机空难事件
1985年8月12日,飞机编号为JA8119的波音747-100SR型班机搭载509名乘客及15名机组员,从日本东京的羽田机场起飞,预定飞往大阪伊丹机场。在御巢鹰山区附近的高天原山(距离东京约100公里)处坠毁,520人罹难。日本官方的航空与铁道事故调查委员会经过调查后,做出三点结论。1978年6月2日,该飞机在大阪的伊丹机场曾损伤到机尾;机尾受损后,波音公司没有妥善修补,正常需要二排铆钉,但维修人员只是将损伤的部分补了排铆钉,所以增加了接合点附近金属蒙皮所承受的剪力,使该处累积了金属疲劳的现象;该处的压力壁在损坏后,造成四组液压系统故障(液压油泄漏),导致机师无法正常操控飞机。日本航空123号班机空难事件
1985年8月12日,飞机编号为JA8119的波音747-100SR型班机搭载509名乘客及15名机组员,从日本东京的羽田机场起飞,预定飞往大阪伊丹机场。在御巢鹰山区附近的高天原山(距离东京约100公里)处坠毁,520人罹难。日本官方的航空与铁道事故调查委员会经过调查后,做出三点结论。1978年6月2日,该飞机在大阪的伊丹机场曾损伤到机尾;机尾受损后,波音公司没有妥善修补,正常需要二排铆钉,但维修人员只是将损伤的部分补了排铆钉,所以增加了接合点附近金属蒙皮所承受的剪力,使该处累积了金属疲劳的现象;该处的压力壁在损坏后,造成四组液压系统故障(液压油泄漏),导致机师无法正常操控飞机。彗星客机空难
汽车轮毂
(4)工程中避免应力集中的示例补胎
补块一般剪成圆形或椭圆形,而非正方形,且补块的边缘剪成斜茬形,下面宽,逐渐向上变窄。补块的边缘剪成斜茬形,使整个内胎平滑降低应力集中因数,避免在运动中由于应力集中,令补快脱落的情况发生。飞机
包装袋
(5)应力集中的利用切割玻璃
伐木
(1)应力集中的概念(2)
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