應(yīng)力集中課件.pdf

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1、第五章應(yīng)力集中一、概述1.應(yīng)力集中現(xiàn)象：小范圍、高應(yīng)力（多發(fā)生于結(jié)構(gòu)不連續(xù)或構(gòu)件截面突變處）2.應(yīng)力集中系數(shù)k—表示應(yīng)力(σ,τ)集中的程度k=σσ（σ表示與應(yīng)力集中現(xiàn)象無關(guān)的名義應(yīng)力，其取法并不是唯一的）max003.確定k值的方法??解析方法——彈性力學(xué)?理論???數(shù)值方法——有限元分析??試驗——光彈、實測二、幾種常見結(jié)構(gòu)的應(yīng)力集中1.帶有圓孔的受拉(壓)板(1)無限大板設(shè)圓孔半徑為a，板寬2B→∞，均勻受拉，無限遠應(yīng)力為σ，如圖示。根據(jù)彈性理0論可知，板內(nèi)任一點(,rθ)處的應(yīng)力狀態(tài)：?1224

2、σσρ=?[(11)(+?4ρρ+3)cos2θ]r20?124?σσρθ=+20[(11)(?+32ρθ)cos]（其中ρ≡ar≤1）?124τσρ=?()12+?3ρθsin2?rθ20oo高應(yīng)力區(qū){}50≤≤θ130，ra≤16.，最大應(yīng)力σ發(fā)生在與σ方向相垂直的直徑max0的兩端，應(yīng)力集中系數(shù)k=σσ=3max0(2)有限板寬的影響隨著Ba↓，，應(yīng)力集中系數(shù)k=↑σσ（當(dāng)Ba≥5時，可認為k=3）max02.橢圓孔的受拉(壓)板[與圓孔對照]設(shè)橢圓孔的兩半軸長為a和b（前者與σ方向相垂直），則最

3、大應(yīng)力σ發(fā)生的位置0max與圓孔類似，應(yīng)力集中系數(shù)k=σσ=12+amax0b·若ab→∞，則k→∞?應(yīng)盡量避免甲板開口長邊沿船長方向3.矩形開口的受拉(壓)板(1)實驗表明最大應(yīng)力發(fā)生在矩形角隅圓弧A點(2)應(yīng)力集中系數(shù)kf=σσ′=(,,)bra，見書圖7-6max0Bbr4.梯形板的彎曲(1)最大應(yīng)力發(fā)生在梯形板的轉(zhuǎn)角處(2)應(yīng)力集中系數(shù)k=σσ，見書圖7-8max0·若r↑，則k↓?船樓上建端部與主體連接處應(yīng)以適當(dāng)?shù)膱A弧過渡以減小)應(yīng)力集中5.上建端部主體上的應(yīng)力集中現(xiàn)象分析參閱書p.225圖7

4、-12和7-13船樓：半無限平面邊緣σ=?=?20T.64T?xπtxtx1?3+μT026.T（σx∝x，兩側(cè)應(yīng)力反號）甲板室：無限大平面上σ=?=??x4πtxtx三、降低應(yīng)力集中的方法1.減小應(yīng)力集中系數(shù)k或應(yīng)力集中范圍?圓孔——盡量減小其直徑（不影響值，但可縮小范圍，若kdt<20則可不必加強）??橢圓孔——使其長軸∥受力方向（使值下降k）??矩形孔——采用較大的圓弧（使值下降k）2.采用加厚板或增設(shè)覆板，以覆蓋高應(yīng)力區(qū)3.結(jié)構(gòu)突變處采用過渡結(jié)構(gòu)