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不連續(xù)應(yīng)力、峰值應(yīng)力和局部應(yīng)力的區(qū)別和聯(lián)系

嘉峪檢測網(wǎng)        2021-04-02 14:01

不連續(xù)應(yīng)力

 

基于板殼模型假設(shè),在兩個(gè)殼體的連接處由于邊緣效應(yīng)而產(chǎn)生的不連續(xù)應(yīng)力,也叫邊緣應(yīng)力。

 

不連續(xù)應(yīng)力是板殼力學(xué)中特有的概念,不連續(xù)應(yīng)力可以是薄膜應(yīng)力、也可以是彎曲應(yīng)力。

 

局部(最大)應(yīng)力

 

在彈性力學(xué)模型假設(shè)中結(jié)構(gòu)中最大的應(yīng)力,早期計(jì)算對(duì)簡單結(jié)構(gòu)有理論解,如厚壁圓筒的內(nèi)壁應(yīng)力,復(fù)雜結(jié)構(gòu)一般采用應(yīng)力集中系數(shù)Kt 的概念,Kt 顯然是附加在某個(gè)均勻分布應(yīng)力上的系數(shù)。

 

現(xiàn)在,大都采用有限元逼近解。

 

峰值應(yīng)力

 

在其他領(lǐng)域峰值應(yīng)力與局部最大應(yīng)力不做區(qū)分,如平板開孔的峰值應(yīng)力和局部最大應(yīng)力是同一個(gè)概念。但在壓力容器領(lǐng)域中,則特指結(jié)構(gòu)中與疲勞相關(guān)的局部最大應(yīng)力,峰值應(yīng)力的計(jì)算一般需要一個(gè)疲勞強(qiáng)度減弱系數(shù)Kf 的概念。顯然,Kf 是附加在一次、二次應(yīng)力之上的系數(shù)。

 

由于疲勞壽命不僅僅與局部最大應(yīng)力有關(guān),還與應(yīng)力分布等因素有關(guān),因此Kf <Kt,峰值應(yīng)力也就小于局部最大應(yīng)力。

 

因此,在大多數(shù)情況下,采用計(jì)算局部最大應(yīng)力來保守代替峰值應(yīng)力。

 

對(duì)于Kf<Kt 的一些解釋:

 

試驗(yàn)現(xiàn)象:假設(shè)通過光滑試樣獲得材料疲勞極限為500MPa,但不是說一個(gè)結(jié)構(gòu)在應(yīng)力集中部位應(yīng)力幅超過500MPa就會(huì)發(fā)生疲勞失效,而是應(yīng)力集中部位在一定范圍(比如1-3mm)的應(yīng)力幅都超過疲勞極限后才會(huì)發(fā)生疲勞失效。

 

這個(gè)范圍與應(yīng)力分布有關(guān),也與材料的特性有關(guān)(缺口敏感性),在低周疲勞時(shí),還與疲勞壽命本身有關(guān)(如EN13445的疲勞評(píng)定方法中的系數(shù)選取就會(huì)與壽命本身相關(guān))

 

 

還是假設(shè)光滑試樣獲得材料疲勞極限500MPa為例,對(duì)應(yīng)力集中系數(shù)kt=2的缺口試樣,如果施加250MPa的應(yīng)力幅,那會(huì)在應(yīng)力集中處產(chǎn)生500MPa的應(yīng)力幅。如前所述,這個(gè)結(jié)構(gòu)還不會(huì)發(fā)生疲勞失效,只有施加大于250MPa一定值(假設(shè)取280MPa),使得應(yīng)力集中處的應(yīng)力幅值大于500MPa,在一定范圍內(nèi)的應(yīng)力幅值均達(dá)到或超過500MPa時(shí),缺口試樣才發(fā)生疲勞失效。

 

那么,Kf=500/280=1.78,Kf <Kt。

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來源:Internet

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