应力集中的在生活中利用与避免
避免应力集中的例子
避免应力集中的例子
应力集中是指在物体内部某个区域的应力值比周围区域的应力值大很多，这种差异会给物体带来很大的压力，很容易引起破坏或事故。
为了避免应力集中，我们可以采取一些措施，下面就介绍几个避免应力集中的例子。
1. 设计时考虑应力分布均匀
在产品的设计时，可以通过改变产品的几何形状或增加材料厚度等措施，让应力分布在整个产品上面变得均匀。
举个例子，在汽车制造业中，设计师在设计汽车的车身骨架时，会根据车身负荷的大小和位置，合理安排车身骨架的布局和加强件的形状、材料等，使得整个车身的应力分布变得更加均匀。
2. 加强材料强度
让物体内部的材料强度更加坚固是避免应力集中的另一种方法。
这种方法适用于那些不方便改变外形设计的物体，例如桥梁和飞机机身。
举个例子，在最初的钢铁桥梁设计中，由于钢铁材质限制，钢铁杆因应力集中容易断裂。
但是，随着钢铁材料的改良和强度的提高，现在制造的桥梁就可以通过增加钢筋等方法使钢铁杠变得更加坚固，从而减少应力集中的风险。
3. 优化焊接接头
焊接接头常常是应力集中的一大因素，因为焊接接头处材料的宽度和厚度偏小，容易形成应力集中。
优化焊接接头，可以采用适当的焊接形式或者增加焊接材料的厚度来减少应力集中。
举一个例子，飞机制造公司通过优化飞机机身焊接接头样式和焊接工艺，减少或消除了一些生产过程中焊接接头处的应力集中问题，提高了飞机的可靠性和安全性。
除了上述三种方法，还有其他的几个适用于不同领域的避免应力集中的措施，例如增加过渡半径、改变模具结构和材质等。
避免应力集中在许多领域都是必不可少的安全措施。
应力集中的概念及其避免措施
应力集中的概念及其避免措施现今社会，由于应力集中造成构件断裂，产生疲劳，对结构安全危害大。
了解应力集中，并找出其避免措施，对人们的生活具有重大的意义。
首先，先让我们了解一下应力与应力集中的概念，应力即受力物体截面上内力的集度，即单位面积上的内力。
公式记为σ=F/S(其中，σ表示应力；ΔFj表示在j 方向的施力；ΔAi表示在i 方向的受力面积)。
材料在交变应力作用下产生的破坏称为疲劳破坏。
通常材料承受的交变应力远小于其静载下的强度极限时，破坏可能发生。
另外材料会由于截面尺寸改变而引起应力的局部增大，这种现象称为应力集中。
对于由脆性材料制成的构件，应力集中现象将一直保持到最大局部应力到达强度极限之前。
因此，在设计脆性材料构件时，应考虑应力集中的影响。
对于由塑性材料制成的构件，应力集中对其在静载荷作用下的强度则几乎无影响。
所以，在研究塑性材料构件的静强度问题时，通常不考虑应力集中的影响。
承受轴向拉伸、压缩的构件，只有在寓加力区域稍远且横截面尺寸又无剧烈变化的区域内，横截面上的应力才是均匀分布的。
然而实际工程构件中，有些零件常存在切口、切槽、油孔、螺纹等，致使这些部位上的截面尺寸发生突然变化。
如开有圆孔和带有切口的板条，当其受轴向拉伸时，在圆孔和切口附近的局部区域内，应力的数值剧烈增加，而在离开这一区域稍远的地方，应力迅速降低而趋于均匀。
这时，横截面上的应力不再均匀分布，这已为理论和实验证实。
在静荷载作用下，各种材料对应力集中的敏感程度是不同的。
像低碳钢那样的塑性材料具有屈服阶段，当孔边附近的最大应力达到屈服极限时，该处材料首先屈服，应力暂时不再增大。
如外力继续增加，增加的应力就由截面上尚未屈服的材料所承担，是截面上其他点的应力相继增大到屈服极限，该截面上的应力逐渐趋于平均，如图2-32所示。
因此，用塑性材料制作的零件，在静载荷作用下可以不考虑应力集中的影响。
而对于组织均匀的脆性材料，因材料不存在屈服，当孔边最大应力的值达到材料的强度极限时，该处首先断裂。
材料力学应力集中知识点总结
材料力学应力集中知识点总结材料力学是研究材料的强度、刚度和稳定性等力学性能的科学。
在材料力学中，应力集中是一个重要的概念，指的是材料中某个区域的应力远高于周围区域的现象。
在实际工程中，应力集中会导致材料的破坏和失效。
本文将针对材料力学中的应力集中问题进行总结和探讨。
1. 应力集中的分类及原因(1) 平面应力集中：平面内某一点的应力值远大于其周围区域的现象。
(2) 空间应力集中：材料内部某一点的应力值远大于其周围区域的现象。
应力集中的原因主要有几个方面：几何形状、外界载荷和材料本身的性质。
2. 应力集中系数应力集中系数是衡量应力集中程度的参数。
对于某些典型几何形状，应力集中系数已有经验公式。
例如，对于圆孔应力集中系数为3，对于V形切口应力集中系数为2等。
3. Kt因子Kt因子是应力集中系数的一种常用形式，通过Kt因子可以计算出应力集中区域的应力。
Kt因子与几何形状和载荷有关。
常见的材料标准中往往给出了不同几何形状的Kt因子数值。
4. 应力集中的影响应力集中会导致材料的破坏和失效，主要表现为以下几个方面：(1) 应力集中引起的局部应力过大，可能导致材料发生塑性变形或断裂。
(2) 应力集中可能导致疲劳寿命的降低，引起疲劳断裂。
(3) 应力集中可能导致材料的强度和刚度下降，影响结构的稳定性。
5. 应力集中的改善措施为了减小或避免应力集中，可以采取以下的改善措施：(1) 合理设计和优化几何形状，避免出现应力集中的部位。
(2) 利用合适的材料，提高材料的强度和韧性，减少应力集中的影响。
(3) 在应力集中区域设置适当的补强措施，如添加加强结构或补强材料。
6. 数值模拟方法与应力集中数值模拟方法，如有限元分析，可以帮助工程师预测和分析应力集中问题。
通过数值模拟，可以获得应力集中区域的应力分布情况和应力集中系数，从而指导实际工程中的设计和改进。
总结：材料力学中的应力集中是一个重要而复杂的问题，在工程实践中具有重要的意义。
应力集中在生活中的应用和避免
应力集中在生活中的应用和避免作者：王玺来源：《新生代·上半月》2019年第03期【摘要】：应力集中影响材料及构件性能的主要因素之一，在生活和制造业中有广泛的应用和研究。
文章就应力集中的概念描述，程度描述，影响因素，及其在生活中的应用与避免做了阐述。
【关键词】：应力应力集中应力集中系数影响因素应用与避免一、应力和应力集中：应力：物体由于外因（受力、濕度、温度场变化等）而变形时，在物体内各部分之间产生相互作用的内力，单位面积上的内力称为应力。
应力是矢量，沿截面反向的分量称为正应力，沿切向的分量称为剪应力或切应力。
应力集中：因物体外形突然变化而引起的局部应力急剧增大的现象。
二、应力集中程度描述：应力集中系数K=σmax/σ净截面上的平均应力应力集中系数反映物体在静载荷作用下应力集中的程度，它只是一个应力比值，与材料无关，而与材料表面形状有关。
把棱角改为过度圆角，适当增大过渡圆弧的半径，可以避免或减少应力集中。
三、影响因素：截面尺寸改变越剧烈，应力集中系数越大。
因此，日常用品上应尽量避免带尖角的孔或槽，在每个部件之间要用圆弧过渡。
应力集中不仅与物体直接受到的外力有关，也与外界应用环境也存在不可忽略的关系（如温度因素），在温度变化较快的季度时，有些玻璃会自行破裂，就是因为热胀冷缩导致应力集中。
四、应用：车窗钢化琉璃被石子打出一个小裂纹，如果不管它就会越裂越大。
如果把裂开处打一个圆孔，这个圆孔降低了应力集中系数，可以有效地防止裂纹变大。
相反，如果我们需要打碎琉璃，比如从汽车中逃生。
就可以用尖锐的物体敲打它，使用该部门产成变锐的截面，产生应力集中。
五、如何避免：1.避免尖角：即把棱角改为过度圆角，适当增大过渡圆弧的半径，效果更好;2.改善零件外形;曲率半径逐步变化的外形有利于降低应力集中系数，比较理想的办法是，采用流线型型线或双曲率型线;3.孔边局部加强：在孔边采用加强环或作局部加厚均可使应力集中系数下降，下降程度与孔的形状和大小、加强环的形状和大小以及载荷形式有关;4.适当选择开孔位置和方向：开孔的位置应尽量避开高应力区，并应避免因孔间相互影响而造成应力集中系数增高，对于椭圆孔，应使其长轴平行于外力的方向，这样可降低峰值应力;总结：应力集中现象在生活中有利也有弊，为实现应力集中的利用与避免。
应力集中在生活中的影响
应力集中在生活中的影响摘要应力集中是指受力构件由于外界因素或自身因素几何形状、外形尺寸发生突变而引起局部范围内应力显著增大的现象。
应力集中在生活中各个方面都有体现并产生影响，本篇论文就是选取生活中的几个典型例子说明应力集中在生活中影响的利与弊，并进一步讨论在生活中如何对各种应力集中现象进行利用与避免。
一、应力集中的利用例子1、食品包装塑料袋中的应力集中利用现在许多食品的塑料包装袋上离封口不远处的边上都会有三角形的缺口或者一条很小的切缝，沿着这些缺口或切缝撕塑料袋时，在缺口或切缝的根部会由于应力集中而产生很大的应力，因此稍稍用力就可以把塑料袋撕开。
但是如果塑料袋上没有这样的缺口或切缝，想要撕开塑料袋就很困难了。
这就是典型的利用应力集中解决生活中的问题的例子。
例子2、利用应力集中，使砍树更加科学人们在砍树时常常会在里树根不远处先砍出一个三角形口子，然后再用力一推即可把树推倒、这是因为在三角形口子的顶尖处由于应力集中也产生很大的应力，利用这个应力甚至不用自己推树就会倒下来。
利用这一现象，我们砍树的时候可以用更少的时间更小的力气，如此便提高了工作效率。
例子3、切割玻璃时的应力集中利用玻璃店在切割玻璃时，通常先用金刚石刀在玻璃表面划一刀痕，再把两侧的玻璃轻轻掰断玻璃会沿划痕断开。
这也是由于在刀痕处产生了应力集中。
可见可见应用集中在生活中的应用十分广泛且重要。
二、构件中对应力集中的避免材料的不均匀，材料中微裂纹的存在，都会导致应力集中，导致宏观裂纹的形成、扩展，直至构件的破坏。
因此，在审计构件是，应避免几何形状的突然变化尽可能做到光滑、逐渐过渡。
通常可采取消除尖角、改善构件外形、局部加强孔边以及提高材料表面光洁度等措施；另外还可对材料表面作喷丸、辊压、氧化等处理，以提高材料表面的疲劳强度，等等。
例子1、发动机的汽缸体出现裂缝后，可用环氧树脂等粘接剂粘合。
在粘合前，先在裂缝的两端钻一个小孔。
本例中打一个小孔可大大的降低裂纹两端的应力集中系数，阻止了裂纹的扩展，延长了发动机的使用寿命。
应力集中的实例
应力集中的实例（原创版）目录1.应力集中的定义2.应力集中的实例3.应力集中的影响4.如何避免应力集中正文1.应力集中的定义应力集中是指在外力作用下，材料内部的应力分布出现局部集中的现象。
当材料受到外部力的作用时，会在某些区域产生较大的应力，而其他区域的应力则相对较小。
这种应力分布的不均匀性可能导致材料在某些局部区域发生破坏或变形。
2.应力集中的实例应力集中的实例有很多，以下是一些常见的情况：（1）焊接接头：在焊接过程中，由于焊接结构的不均匀性，以及焊接过程中产生的残余应力，可能导致焊接接头处的应力集中。
（2）螺纹连接：螺纹连接处的应力集中是由于螺纹的形状和受力特点造成的。
在受力过程中，螺纹连接处的应力分布会出现不均匀，导致应力集中。
（3）孔洞周围：在材料中存在孔洞时，孔洞周围的应力分布也会出现集中。
这是因为孔洞边缘的材料受到周围区域的挤压，导致应力集中。
（4）材料缺陷：材料中的缺陷，如裂纹、夹杂物等，也会导致应力集中。
这些缺陷会降低材料的强度，并在受力过程中引发应力集中，从而加剧材料的破坏。
3.应力集中的影响应力集中会对材料产生以下影响：（1）降低材料强度：应力集中会导致局部区域的应力超过材料的屈服强度或强度极限，从而使材料发生塑性变形或断裂。
（2）加剧疲劳破坏：在循环载荷作用下，应力集中会导致材料的疲劳寿命降低，从而加剧疲劳破坏。
（3）影响结构稳定性：应力集中可能引起结构的局部失稳，导致整个结构的承载能力降低。
4.如何避免应力集中为避免应力集中，可以采取以下措施：（1）优化设计：在设计阶段，通过采用合适的结构形式、材料和连接方式，以降低应力集中的可能性。
（2）加工质量控制：在制造过程中，严格控制加工质量，减少焊接、切割等过程中产生的缺陷，降低应力集中的风险。
（3）加强装配和连接：在装配和连接阶段，确保各个部件的连接牢固可靠，遵循操作规程，避免因操作不当导致的应力集中。
关于应力集中的概念及其避免措施的讨论
由于应力集中能使结构发生裂纹，甚至断裂，须采取措施，防止因应力集中而造成的 结构损坏，主要措施有：①改善结构外形，避免形状突变，尽可能开圆孔或椭圆孔；②结构 内必须开孔时，尽量避开高应力区，而在低应力区开孔；③根据孔边应力集中的分析成果进 行孔边局部加强。
2、实际工程中圆滑的角避免应力集中 在制作各种拉力工具时，拉脚的拐弯处应设圆角，这并不是为了美观，这是为了避免 应力集中。应力集中指由于受力构件由于几何形状、外形尺寸发生突变而引起的局部范围内 内应力显著增大的现象。应力集中会造成构件的断裂。圆角的大小应根据工具的外形尺寸决 定，太大影响工具的效应，太小工具容易断裂损坏。对于常用的较小拉制工具，圆角半径在 2-3 毫米为佳，较大在 5 毫米左右。对于特殊形状的工具根据实际情况确定。但或大或小必 须留圆角。 参考文献： 1、《材料力学Ⅰ》 主编：刘鸿文 出版社：高等教育出版社 出版时间：2004-01 第四版 2、《材料力学Ⅱ》 主编：刘鸿文 出版社：高等教育出版社 出版时间：2004-01 第四版 3、《工程力学》 作者：王彪 出版社：中国科学技术大学出版社 4、《设计中的应力集中系数》 作者：R.E.彼德逊 出版社 ：中国工业出版社 出版时间：1965 年 05 月北京第 1 版 5、《建筑钢结构进展》 作者：澳门大学土木及环境工程系 中国澳门(郭伟明);香港理 工大学土木及结构工程系 中国香港(滕锦光;钟国辉) 出版时间：2007-03 6、王威,王社良,苏三庆,徐金兰 ;《钢铁材料结构构件 工作应力的检测方法及特点[J ]》; 《钢结构》;2004 年 05 期
应力集中产生的原因及后果
应力集中产生的原因及后果《应力集中产生的原因》你知道吗？在我们的生活中，很多东西都会出现应力集中的现象。
那到底为啥会这样呢？比如说一根细细的铁丝，要是上面有个小缺口，那这个缺口的地方就容易出现应力集中。
这是因为缺口改变了铁丝原本均匀的受力状态。
就好像一群小朋友整齐地排队往前走，突然有个小朋友跑开了，队伍就乱了，受力也就不均匀啦。
再比如一块木板，要是有个钉眼儿，那钉眼儿周围就可能应力集中。
这就好比一个完整的大家庭，突然少了一个人，整个家庭的结构和平衡就被打破了。
还有啊，零件的形状突变也会导致应力集中。
像那种有尖角或者突然变细的地方，力就容易在这儿扎堆。
就像我们走在路上，遇到一个急转弯，大家都容易往那个弯挤过去。
材料内部的缺陷也是原因之一。
如果材料里面有小气泡或者小裂缝，那在受力的时候，这些地方就会特别脆弱，应力也就集中在这儿了。
这就好像一个班级里，如果有几个同学总是捣乱，那老师的注意力就会集中在他们身上。
应力集中的产生往往是因为物体的结构、形状或者内部的不完美，导致了力的分布不均匀。
《应力集中产生的原因》咱们今天来聊聊应力集中是咋产生的。
再比如说，一张纸，你把一个角折起来，然后去拉这张纸，是不是折角的地方就很容易破？这也是应力集中。
那个折角就相当于受力的薄弱点。
还有那种有很多孔的铁板，孔的边缘就是应力容易集中的地方。
就好像一群人在排队，中间空了几个位置，这几个空位置周围的人就会感觉比较挤，力也就集中在这儿了。
另外，如果材料本身质量不好，有杂质或者不均匀，也会导致应力集中。
好比一群小伙伴一起跑步，有的人身体强壮，有的人身体虚弱，那虚弱的人就容易跟不上队伍，成为问题所在。
所以啊，应力集中的产生，要么是结构上有缺陷，要么是材料本身有问题。
《应力集中产生的原因》朋友，你知道应力集中是怎么来的不？还有啊，一块钢板，如果上面有个凹槽，当受到外力时，凹槽处就会承受更多的力，就像一个班级在拔河，突然有几个同学松手了，剩下的同学就会感到压力更大。
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应力集中在生活中的利用与避免
作者：谢子豪1206013022 梅再鹏1206013020 张尧尧1206013021
指导老师：赵扬
摘要这种由于截面尺寸突然改变而引起的应力局部增大的现象称为应力集中.缺失一部分分子对裂痕的加大受力，使裂痕变得更加不稳定，相比之下圆则比较稳定。
因此工程师发现裂纹后，会现在裂纹的尖端打一个小孔，这样就大大的降低了裂纹两端的应力集中系数，阻止了裂纹的扩展，延长了发动机的使用寿命.
关键词应力集中应力集中系数应力集中应用应力集中避免
引言
现在许多食品都用塑料，商家将包装食品的塑料袋封口后，带的边缘处常做成锯齿形，或做出一个小缺口，在这些缺口和缝隙处撕塑料袋时，在缺口和缝隙的根部会由于应力集中产生很大的应力，因此稍一用力就可以把塑料袋沿缺口或缝隙撕开，如果塑料袋没有这样的缺口或切缝，要打开塑料袋，则多半要借用剪刀了。
布点的售货员，在扯布前，要先剪一个小口子，也是为了在扯布时造成应力集中。
应力的定义
当材料在外力作用下不能产生位移时，它的几何形状和尺寸将发生变化，这种形变就称为应变（Strain）。
材料发生形变时其内部产生了大小相等但方向相反的反作用力抵抗外力，把分布内力在一点的集度称为应力（Stress）
应力定义为“单位面积上所承受的附加内力”。
公式记为σ=ΔFj/ΔAi其中，
σ表示应力；ΔFj 表示在j 方向的施力；ΔAi表示在i 方向的受力面积。
应力集中的概念
如下图所示的带圆孔的板条，使其承受轴向拉伸。
由试验结果可知 : 在圆孔附近的局部区域内，应力急剧增大，而在离开这一区域稍远处，应力迅速减小而趋于均匀。
这种由于截面尺寸突然改变而引起的应力局部增大的现象称为应力集中。
在 I — I 截面上，孔边最
大应力
max
σ
与同一截面上的平均应力之比，用K 表示
理论应力集中因数 K=
max σ
/
K反映了应力集中的程度，是一个大于 1 的系数。
而且试验结果还表明 : 截面尺寸改变愈剧烈、角越尖、孔越小、应力集中系数就愈大。
因此，零件上应尽量避免带尖角的孔或槽，在阶梯杆截面的突变处要用圆弧过渡。
对于由脆性材料制成的构件，应力集中现象将一直保持到最大局部应力到达强度极限之前。
因此，在设计脆性材料构件时，应考虑应力集中的影响。
对于由塑性材料制成的构件，应力集中对其在静载荷作用下的强度则几乎无影响。
所以，
在研究塑性材料构件的静强度问题时，通常不考虑应力集中的影
应力集中不仅与物体的形状及外形结构有关，还与选取材料有关，与外界应用环境也存在不可忽略的关系（如温度因素），另外，在加工过程中也可能导致应力的改变，例如回火不当引起二次淬火裂纹、电火花线切割加工显微裂纹、机械设计时也难免导致某部位的应力集中。
这就需要设计人员综合考虑各个方面因素进行设计，应用应力集中知识造福人类，让生活更美好。
日常生活中的应用
1、为什么发动机的汽缸体出现裂缝后，可用环氧树脂等粘接剂粘合。
在粘合前，先在裂缝的两端钻一个小孔
一般地说，杆件外形的骤变越是剧烈（及相邻截面的强度差越大），应力集中的程度越是严重。
同时，应力集中是一种局部的应力骤增现象，如图1中具有小圆孔的均匀受拉平板，在孔边外最大应力约为平均应力的3倍，而据空稍远处，应力及趋于均匀。
而且，应力集中处不仅最大应力急剧增长，其应力状态也与无应力集中是不同。
假设在有一块长纸条，打出一小圆孔和切出一横向裂痕，
很明显在相同的受力情况下，裂痕先断裂，现在以裂痕两端为直径两端划与一号圆等大的圆表示两个相同的区域，与一号圆相比二号圆的受力主要区别于裂痕两侧的受力，由于缺失一部分分子对裂痕的加大受力，使裂痕变得更加不稳定，相比之下圆则比较稳定。
因此工程师发现裂纹后，会现在裂纹的尖端打一个小孔，这样就大大的降低了裂纹两端的应力集中系数，
阻止了裂纹的扩展，延长了发动机的使用寿命。
2、自行车内胎被刺破后，可用橡胶补块粘补。
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（见图），下面（与内胎粘合面）
宽，逐渐向上变窄。
补块的边缘剪成斜茬形是整个内胎平滑降低应力集中应数，避免在运动中由于应力集中避免补快脱落的情况。
总结：
应力集中现象在生活中有利也有弊，为实现应力集中的利用与避免。
通过相应实验及计算选择合适的材料，为避免应力集中造成构件破坏，可采取消除尖角、改善构件外形、局部加强孔边以及提高材料表面光洁度等措施，为增大集中应力，可采对材料外形及加工方式加工部位进行合理地机械设计。