應力集中

應力集中是應力在物體中的局部產生顯著升高的現象。在物體中的幾何不連續(不平滑)導致了局部應力場強度的提升。最大應力往往超過屈服極限使應力的重新分配,所以實際的最大應力常低於彈性力學計算出的理論峰值。

圓孔周圍的力流動(紅色曲線)與流場中的流線類似。 曲線之間的間距在孔側是最小的,反映了應力集中。[1]

應力集中的發生编辑

1.幾何不連續性。

2.施加載荷的不連續性。

3.材料的不連續性。

研究進程编辑

1898年,Ernst Gustav Kirsch首先得知圓形缺孔附近的的應力集中狀況。[2]1913年,Charles Inglis算出橢圓形附近的應力集中。為線彈性斷裂力學理論的發展跨出新的一步。[3]1920年,Alan Arnold Griffith進一步基於能量的分析開創了斷裂力學的領域。[4]應力集中由許多因子所組成,1953年,Peterson首次出版"Stress Concentration Design Factors",為設計階段提供估算應力集中係數的方法。[5]


參考文獻编辑

  1. ^ McGinty, Bob. Stress Concentrations at Holes. www.fracturemechanics.org. [2018-01-15]. (原始内容存档于2020-11-11). 
  2. ^ Kirsch, E.G. Die Theorie der Elastizität und die Bedürfnisse der Festigkeitslehre. Zeitschrift des Vereines deutscher Ingenieure. 1898, 42: 797-807. 
  3. ^ Inglis, C.E. Stresses in Plates Due to the Presence of Cracks and Sharp Corners. Transactions of the Institute of Naval Architects. 1913, 55: pp. 219-241. 
  4. ^ Griffith, A. A. The Phenomena of Rupture and Flow in Solids (PDF). Philosophical Transactions, Series A. 1920, 221: 163-198 [2018-01-15]. (原始内容存档 (PDF)于2018-09-20). 
  5. ^ Rudolf Earl, Peterson. Stress Concentration Design Factors. John Wiley & Sons. 1953. ISBN 978-0471683766.