应力集中与失效分析
应力集中与失效分析
应力集中与失效分析一、引言由于构造和使用等方面的需要，往往需要在构件上开孔、沟槽、缺口、台阶等，然而，在这些部位附近，因截面尺寸的急剧变化，将产生局部的高应力，其应力峰值远大于由基本公式算得的应力值。
这种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称为应力集中，引起应力集中的孔、沟槽、缺口、台阶等几何体称为应力集中因素。
应力集中削弱了构件的强度，降低了构件的承载能力。
从而，应力集中处往往是构件破坏的起始点，是引起构件破坏的主要因素。
该现象普遍存在于各种构件中，大部分构件的破坏事故都是由应力集中引起的。
因此，为了确保构件的安全使用，提高产品的质量和经济效益，必须科学地处理构件的应力集中问题。
二、产生应力集中的原因构件中产生应力集中的原因主要有：(1) 截面尺寸的急剧变化。
如：构件中的油孔、键槽、缺口、台阶等。
(2) 构件受到集中力作用。
如：齿轮轮齿之间的接触点，火车车轮与钢轨的接触点等。
(3) 材料本身的不连续性。
如材料中的夹杂、气孔等。
(4) 构件中由于装配、焊接、冷加工、磨削等而产生的裂纹。
(5) 构件在制造或装配过程中，由于强拉伸、冷加工、热处理、焊接等而引起的残余应力。
这些残余应力叠加上工作应力后，有可能出现较大的应力集中。
(6) 构件在加工或运输中的意外碰伤和刮痕。
三、应力集中的物理解释如图，在构件的中间开孔拉杆，故在外力作用下，部件中尺寸发生突然变化的截面上的应力并不是均匀分布的，在圆孔边缘的应力明显大于截面上的平均应力。
应力集中的程度可以用理论应力集中系数表示：式中，为截面上的最大局部应力；为名义应力，即认为应力在截面上均匀分布而求得的力。
设图中的板宽为b，圆孔直径为d，厚度为，则可以由弹性理论或试验等方法确定。
试验结果表明，截面尺寸改变的越急剧，角越尖，孔越小，应力集中的程度越严重。
四、应力集中对构件强度的影响在静荷载作用下，各种材料对应力集中的敏感程度是不同的。
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。
失效分析知识点
失效分析知识点第一章概论1.失效的定义：当这些零件失去其应有的功能时，则称该零件失效。
2.失效三种情况：（1）.零件由于断裂、腐蚀、磨损、变形等从而完全丧失其功能；（2）.零件在外部环境作用下，部分的失去其原有功能，虽然能工作，但不能完成规定功能，如由于磨损导致尺寸超差等；（3）.零件能够工作，也能完成规定功能，但继续使用时，不能确保安全可靠性。
3. 失效分析定义：对失效产品为寻找失效原因和预防措施所进行的一切技术活动。
也就是研究失效的特征和规律，从而找出失效的模式和原因。
4. 失效分析过程：事前分析（预防失效事件的发生）、事中分析（防止运行中设备发生故障）、事后分析（找出某个系统或零件失效的原因）。
5. 失效分析的意义：（1）.失效分析的社会经济效益：失效将造成巨大的经济损失；质量低劣、寿命短导致重大经济损失；提高设备运行和使用的安全性。
（2）.失效分析有助于提高管理水平和促进产品质量提高；（3）.失效分析有助于分清责任和保护用户（生产者）利益；（4）.失效分析是修订产品技术规范及标准的依据；（5）.失效分析对材料科学与工程的促进作用：材料强度与断裂；材料开发与工程应用。
第二章失效分析基础知识一.机械零件失效形式与来源：1.按照失效的外部形态分类：（1）过量变形失效：扭曲、拉长等。
原因：在一定载荷下发生过量变形，零件失去应有功能不能正常使用。
（2）断裂失效：一次加载断裂（静载荷）：由于载荷或应力超过当时材料的承载能力而引起；环境介质引起的断裂：环境介质和应力共同作用引起的低应力脆断；疲劳断裂（交变载荷）：由于周期作用力引起的低应力破坏。
（3）表面损伤失效：磨损：由于两物体接触表面在接触应力下有相对运动，造成材料流失所引起的一种失效形式；腐蚀: 环境气氛的化学和电化学作用引起。
（4）.注：断裂的其他分类断裂时变形量大小：脆性断裂、延性断裂；裂纹走向与晶相组织的关系：穿晶断裂、沿晶断裂；2.失效的来源：（1）.设计的问题：高应力部位存在沟槽、机械缺口及圆角半径过小等；应力计算错误；设计判据不正确。
复杂应力状态下材料破坏或失效的原因
复杂应力状态下材料破坏或失效的原因下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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聚合物材料力学行为和失效机理分析
聚合物材料力学行为和失效机理分析概述：聚合物材料是一类由重复单元组成的高分子化合物，具有轻质、高强度、耐化学品腐蚀等特点，广泛应用于各个领域。
在使用过程中，聚合物材料会受到外力的作用，其力学行为和失效机理的分析对于提高材料的性能和使用寿命至关重要。
本文将对聚合物材料的力学行为和失效机理进行分析，并探讨其在实际应用中的影响和优化措施。
一、聚合物材料的力学行为：聚合物材料的力学行为主要包括强度、刚度、塑性变形和疲劳行为。
1. 强度：聚合物材料的强度是指材料能够承受的最大外力或应力。
其中，拉伸强度是最常用的强度指标，表示材料在拉伸过程中的最大抗拉应力。
同时，还可以考虑材料的屈服强度、压缩强度等。
2. 刚度：刚度是指材料对外力的抵抗能力。
在聚合物材料的刚度分析中，弹性模量是一个重要指标，它反映了材料在应力加载下的变形程度。
聚合物材料普遍具有较低的弹性模量，表现为较高的变形能力。
3. 塑性变形：塑性变形是指材料在加载过程中能够发生可逆性变形的能力。
相比于金属材料，聚合物材料的塑性变形能力较弱，容易出现塑性失效，如破裂、开裂等。
4. 疲劳行为：疲劳行为是指材料在长时间重复加载下的变形和失效。
聚合物材料具有低强度、高韧性和易疲劳的特点，疲劳损伤往往是由于长期受到周期性加载而引起的，如振动、循环载荷等。
二、聚合物材料的失效机理：聚合物材料的失效机理主要包括应力集中、开裂和老化。
1. 应力集中：聚合物材料在受到外力作用时，容易产生应力集中现象，导致材料局部应力和变形增大。
应力集中会引起裂纹的扩展，最终导致材料的失效。
2. 开裂：聚合物材料的开裂行为是由于材料内部的缺陷或外部的应力超过材料的承载能力而引起的。
开裂可分为静态开裂和动态开裂，静态开裂主要是由于静态应力或静态应变引起的，动态开裂则是由于载荷的频率和幅度引起的。
3. 老化：聚合物材料随着时间的推移，可能会发生老化现象，导致材料性能的衰退和失效。
聚合物材料的老化主要表现为材料硬化、脆化、变形率的增加等，这些变化可能是由于化学反应、热量和光照等因素引起的。
半导体陶瓷的应力分析与失效机理
半导体陶瓷的应力分析与失效机理引言：随着科技的不断发展，半导体陶瓷作为一种重要的材料在电子、光电、航空航天等领域得到了广泛应用。
然而，在使用过程中，半导体陶瓷可能会出现应力集中、破裂等失效问题，影响其性能和寿命。
因此，深入了解半导体陶瓷的应力分析与失效机理对于材料的研发和应用具有重要意义。
一、半导体陶瓷的应力来源半导体陶瓷的应力来源主要有两个方面：应变源和热源。
1. 应变源：半导体陶瓷在制备和加工过程中可能会受到机械载荷，如压力、拉力等的作用，导致内部产生应力。
此外，温度变化也会引起材料的热应力。
2. 热源：半导体陶瓷在工作过程中会接受到外部环境的热载荷，如热循环、温度梯度等。
不同热膨胀系数的材料在温度变化下会引起应力。
二、半导体陶瓷的应力分析方法为了准确分析半导体陶瓷的应力分布和变化规律，常用的方法有数值模拟和实验测试。
1. 数值模拟：通过有限元分析等方法，可以模拟半导体陶瓷受力情况和应力分布，预测材料的破裂和变形位置。
这种方法可以减少实验成本，提高效率，但需要建立准确的模型和输入参数。
2. 实验测试：通过测量应力、应变和变形等物理量，可以得到半导体陶瓷在不同载荷下的性能参数。
常用的实验方法有X射线衍射、拉伸和压缩试验、光学显微镜观察等。
实验测试可以验证数值模拟结果的准确性。
三、半导体陶瓷的失效机理半导体陶瓷的失效机理主要包括应力集中、破裂和疲劳等。
1. 应力集中：由于半导体陶瓷的结构复杂性和应力来源的多样性，容易出现应力集中现象。
应力集中会导致材料局部损伤，形成裂纹。
2. 破裂：当应力集中达到一定程度时，裂纹会扩展并发展为破裂，导致半导体陶瓷的失效。
热膨胀不一致性和外力的作用都可能引起裂纹的产生和扩展。
3. 疲劳：半导体陶瓷在长期使用中经历的交变载荷和应力会积累并导致材料疲劳失效。
疲劳失效是由于材料内部裂纹扩展所致。
四、降低半导体陶瓷失效的措施为了降低半导体陶瓷失效的发生率，需要采取一定的措施来改善材料的性能和结构设计。
失效分析实验报告小结
失效分析实验报告小结引言失效分析是一种对材料、构件或设备在使用过程中发生失效的原因进行研究的技术方法。
通过详细分析失效的现象、特征以及失效的原因，可以为改进材料的性能和提高构件或设备的可靠性提供有效的依据。
本次实验旨在通过对金属薄板的失效分析，深入了解失效现象及其原因，为进一步改进材料的使用和设计提供指导。
实施过程1. 实验材料准备本次实验使用了不同材质的金属薄板作为实验样品，其中包括不锈钢、铝合金和碳钢等。
样品经过打磨和清洗后，保证表面的平整和无污染。
2. 失效模拟实验为了模拟失效情况，我们对样品进行了多个实验，包括静态负载、热循环和冲击加载等。
通过不同的实验条件和加载方式，我们可以模拟出不同的失效情况，并进行准确的分析。
3. 失效分析失效分析是实验的重点，通过对被失效样品进行显微镜观察、扫描电子显微镜分析以及力学性能测试等手段，我们对失效的样品进行了全面的分析。
结果与讨论经过实验和分析，我们得出了以下结论：1. 不同材质的金属薄板在失效时出现了不同的现象和特征。
不锈钢样品出现了明显的腐蚀和裂纹，铝合金样品则主要出现了疲劳断裂现象，而碳钢样品则表现出明显的临界应力失效。
2. 实验中发现，金属薄板在高温环境下容易发生热疲劳失效，而低温下则容易出现脆断裂。
这一点对于材料的设计和使用具有重要的指导意义。
3. 扫描电子显微镜分析结果显示，失效样品的断口表面呈现出不同的形态。
根据断口形貌，可以确定失效的类型，如拉伸断裂、剪切断裂、疲劳断裂等。
4. 失效的原因主要有外力加载、疲劳、应力集中和材料本身的缺陷等。
其中，应力集中是导致失效的主要原因之一，更好的设计和工艺可以减少应力集中，提高材料的使用寿命。
总结与展望通过本次实验，我们深入了解了失效分析的方法和步骤，并成功应用在金属薄板的研究中。
我们通过实验发现了不同材质金属薄板失效的规律和原因，并为改进材料的使用和设计提供了参考。
然而，本次实验还存在一些不足之处。
应力集中与失效分析
应力集中与失效分析一、引言由于构造和使用等方面的需要，往往需要在构件上开孔、沟槽、缺口、台阶等，然而，在这些部位附近，因截面尺寸的急剧变化，将产生局部的高应力，其应力峰值远大于由基本公式算得的应力值。
这种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称为应力集中，引起应力集中的孔、沟槽、缺口、台阶等几何体称为应力集中因素。
应力集中削弱了构件的强度，降低了构件的承载能力。
从而，应力集中处往往是构件破坏的起始点，是引起构件破坏的主要因素。
该现象普遍存在于各种构件中，大部分构件的破坏事故都是由应力集中引起的。
因此，为了确保构件的安全使用，提高产品的质量和经济效益，必须科学地处理构件的应力集中问题。
二、产生应力集中的原因构件中产生应力集中的原因主要有：(1) 截面尺寸的急剧变化。
如：构件中的油孔、键槽、缺口、台阶等。
(2) 构件受到集中力作用。
如：齿轮轮齿之间的接触点，火车车轮与钢轨的接触点等。
(3) 材料本身的不连续性。
如材料中的夹杂、气孔等。
(4) 构件中由于装配、焊接、冷加工、磨削等而产生的裂纹。
(5) 构件在制造或装配过程中，由于强拉伸、冷加工、热处理、焊接等而引起的残余应力。
这些残余应力叠加上工作应力后，有可能出现较大的应力集中。
(6) 构件在加工或运输中的意外碰伤和刮痕。
三、应力集中的物理解释如图，在构件的中间开孔拉杆，故在外力作用下，部件中尺寸发生突然变化的截面上的应力并不是均匀分布的，在圆孔边缘的应力明显大于截面上的平均应力。
应力集中的程度可以用理论应力集中系数表示：式中，为截面上的最大局部应力；为名义应力，即认为应力在截面上均匀分布而求得的力。
设图中的板宽为b，圆孔直径为d，厚度为，则可以由弹性理论或试验等方法确定。
试验结果表明，截面尺寸改变的越急剧，角越尖，孔越小，应力集中的程度越严重。
四、应力集中对构件强度的影响在静荷载作用下，各种材料对应力集中的敏感程度是不同的。
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应力集中与失效分析刘一华（合肥工业大学土木建筑工程学院工程力学系，安徽合肥230009）1引言由于某种用途，在构件上需要开孔、沟槽、缺口、台阶等，在这些部位附近，因截面的急剧变化，将产生局部的高应力，其应力峰值远大于由基本公式算得的应力值。
这种现象称为应力集中，引起应力集中的孔、沟槽、缺口、台阶等几何体称为应力集中因素[1]。
因孔、沟槽、缺口、台阶等附近存在应力集中，从而，削弱了构件的强度，降低了构件的承载能力。
应力集中处往往是构件破坏的起始点，应力集中是引起构件破坏的主要因素[2-9]。
应力集中现象普遍存在于各种构件中，大部分构件的破坏事故是由应力集中引起的。
因此，为了确保构件的安全使用，提高产品的质量和经济效益，必须科学地处理构件的应力集中问题。
2 产生应力集中的原因[1]构件中产生应力集中的原因主要有：(1)截面的急剧变化。
如：构件中的油孔、键槽、缺口、台阶等。
(2)受集中力作用。
如：齿轮轮齿之间的接触点，火车车轮与钢轨的接触点等。
(3)材料本身的不连续性。
如材料中的夹杂、气孔等。
(4)构件中由于装配、焊接、冷加工、磨削等而产生的裂纹。
(5)构件在制造或装配过程中，由于强拉伸、冷加工、热处理、焊接等而引起的残余应力。
这些残余应力叠加上工作应力后，有可能出现较大的应力集中。
(6)构件在加工或运输中的意外碰伤和刮痕。
3 应力集中的物理解释[1]对于受拉构件，当其中无裂纹时，Array构件中的应力流线是均匀分布的，如图1a所示；当其中有一圆孔时，构件中的应力流线在圆孔附近高度密集，产生应力集中，但这种应力集中是局部的，在离开圆孔稍远处，应力流线又趋于均匀，如图1b所示。
4 应力集中的弹性力学理论根据弹性力学理论，可以求得圆孔、裂纹尖端以及集中力附近的应力分布情况，分别如下：4.1 圆孔边缘附近的应力[10]圆孔附近A点（图2）的应力为⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--+=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=θθστθθσσθθσσ4sin 322sin 24cos 322cos 3224cos 322cos 2442222442222442222r a r a r a r a r a r a r a r a r a xy y x (1)a 为圆孔的半径。
由(1)式可见，在孔边a r =、0=θ处，σσ3=y 。
4.2 裂纹尖端附近的应力[11] I 型裂纹尖端A 附近（图3）的应力为 ⎪⎭⎫ ⎝⎛-=23sin 2sin 12cos 2I θθθπσrK x ⎪⎭⎫ ⎝⎛+=23sin 2sin 12cos 2I θθθπσrK y (2) 23cos2sin 2cos 2I θθθπτrK xy = 式中I K 称为I 型裂纹的应力强度因子，它是裂纹尖端应力强度的度量，与载荷的大小、构件与裂纹的尺寸与形状有关，对于无限大板，a K πσ=I 。
(2)式表明，裂纹尖端附近的应力与r /1成比例，即当0→r 时，x σ、y σ、∞→xy τ。
4.3 集中力附近的应力[10] 半无限体表面上受集中力作用（图4）时，受力点A 附近的应力为 r F rF rF xy y x θθπτθθπσθπσ223cos sin 2cos sin 2cos 2=-=-= (3)(3)式表明，受力点附近的应力与r /1成比例，即当0→r 时，x σ、y σ、∞→xy τ。
5 应力集中程度的表示方法[1]工程上用应力集中系数来表示应力增高的程度。
应力集中处的最大应力max σ与基准应力n σ之比，定义为理论应力集中系数，简称应力集中系数，即n maxσσα= (4)在(4)式中，最大应力max σ可根据弹性力学理论、有限元法计算得到，也可由实验方法测得；而基准应力n σ是人为规定的应力比的基准，其取值方式不是唯一的，大致分为以下三种：(1) 假设构件的应力集中因素（如孔、缺口、沟槽等）不存在，以构件未减小时截面上的应力为基准应力。
(2) 以构件应力集中处的最小截面上的平均应力作为基准应力。
(3) 在远离应力集中的截面上，取相应点的应力作为基准应力。
6 重复应力集中[1] 两个应力集中因素相互重叠、共同作用引起的应力集中，称为重复应力集中。
例如，图5所示的受拉板在圆孔边缘有一缺口，由圆孔产生的应力集中因缺口的存在而进一步加剧，若缺口的尺寸与圆孔的尺寸相比很小时，A 点的重复应力集中系数21,α可由圆孔的应力集中系数0.31=α与缺口的应力集中系数09.32=α相乘得到，即18.92121=⨯=ααα,。
7 降低应力集中的方法[1]工程中常用以下几种方法来降低应力集中程度： 7.1 修改应力集中因素的形状 (1) 用圆角代替尖角。
将尖角改为圆角，能有效地缓和应力集中程度。
一般来讲，圆角的曲率半径在可能的范围内愈大愈好。
(2) 采用流线形或抛物线形的表面过渡。
有时圆角并不对应于最小的应力集中，如果采用流线形变化的截面，效果会更好。
为了缩短流线形表面的变化长度，可以采用抛物线形表面过渡。
(3) 用椭圆孔代替圆孔。
在保证构件正常工作的情况下，如果将圆孔改为椭圆孔，往往能提高构件的强度。
例如，将图2所示的受拉平板中的圆孔改为椭圆孔，如图6所示，则椭圆孔边A 点的应力集中系数为b a 21n max +==σσα (5)当a b 2=时，由(5)式可得2=α，比圆孔（a b =）时的3=α降低了31/。
由于椭圆孔难以加工，因此，工程上常简单地用两个圆弧来代替椭圆孔。
σMM(a )(b )图6 含椭圆孔板的拉伸 图7 圆孔的位置对应力集中的影响7.2 适当选择应力集中因素的位置(1) 将应力集中因素选在构件中应力低的部位。
例如，对于图7所示的纯弯梁，应尽量避免将圆孔设置在弯曲应力较大的截面边缘（图7a ），而应将其移到中性轴附近（图7b ）。
(2) 使应力集中因素尽量远离构件的边界。
例如，对于图8所示的有一圆孔的有限宽受拉板，设圆孔的直径d 是板宽B 的51/，当圆孔在板的中心线上时（图8a ），A 点的应力集中系数5.2=α；当圆孔中心距板边为d 时（图8b ），1.3=α；当圆孔中心距板边为d 75.0时（图8c ），8.3=α。
由此可见，当应力集中的位置位于构件的边界附近时，由于孔与边界相互干涉，会加剧应力集中的程度。
σσσσσσ(a ) (b ) (c )图8 圆孔的位置对应力集中的影响 7.3 适当选择应力中集因素的方向当受力构件中有椭圆孔、方孔、矩形孔、沟槽时，随着应力集中因素方向的改变应力集中系数将有很大的差异。
例如，对于图9所示的有一椭圆孔的受拉板，设椭圆孔的长短轴之比为4:1，当长轴与拉伸方向之间的夹角 0=θ时（图9a ），A 点的应力集中系数5.1=α；当 45=θ时（图9b ），7.5=α；当 90=θ时（图9c ），0.9=α。
σσσ(a ) (b ) (c )图9 椭圆孔的方向对应力集中的影响 7.4 增加应力集中因素一般来说，应力集中因素的存在将引起构件几何形状的不连续，产生应力集中。
然而，如果有意识地增加某些新的应力集中因素，有时反而能使构件形状的改变有所缓和，从而降低应力集中。
例如，对于图2所示的有一圆孔的无限大受拉板，A 点的应力集中系数3=α，若象图10所示那样在圆孔附近再增加一个同样大小的圆孔，则A 点的应力集中系数降低到63.2=α，原来的应力集中得到缓和。
增加应力集中因素能使应力集中得以缓和，主要是由于边界条件的不连续性得到改善。
在增加应力集中因素时，应适当选取它们之间的距离，以使应力集中系数最小。
减小应力集中因素的距离，对缓和应力集中是有利的。
间距过大，会使每个应力集中因素以各自独立的形式产生应力集中，从而失去了增加应力集中因素的意义。
理论与实践都表明，应力集中发生在构件刚度急剧变化的部位。
所以在构件截面突变的地方，除了用加大圆角来缓和应力集中外，另一种有效的措施是增加卸载槽。
例如，对于图11a 所示的阶梯轴，A 处的刚度明显低于B 处，为了缓和刚度的剧变，除了加大圆角半径外，如图11b 所示在B 处开一卸载槽，能有效地降低应力集中。
AB AB(a ) (b )图11 用卸载槽降低应力集中7.5 表面削去法在应力集中因素附近挖去构件表面一定厚度的材料，降低这部分的刚度，可达到缓和应力集中的目的。
7.6 填充法在构件的孔内填入由某种材料制成的柱销，也可以达到缓和应力集中的目的。
这时在孔边缘产生的最大应力，随着构件与柱销材料的弹性模量1E 和2E 的比值而变。
例如，对于图12所示的有一圆孔的受拉板，当12E E =时，A 点的应力集中系数由3下降到75.1；当12E E <时，降低应力集中的程度较小；当12E E >时，降低应力集中的效果最好。
例如在铝制构件（GPa 751=E ）中采用钢质柱销（GPa 2002=E ），则A 点的应力集中系数仅为3.1=α。
8 实例分析[4]8.1 背景 黑龙江黑化集团股份有限公司的108kt /a 合成氨系统中的四台LG410/3型螺杆压缩机从1998年投入使用到2001年7月，曾发生7次转子折断事故（其中1999年3次，2001年4次），给企业造成了巨大的经济损失。
8.2 转子结构该压缩机为无油润滑型，阳转子通过同步齿轮带动阴转子旋转，使阴阳转子不直接接触。
为了降低排气温度并使转子和壳体不结垢，在压缩机入口处设有喷水装置。
阳转子4齿，阴转子6齿。
转子为组合式，主体材质为2Crl3，镶嵌部分材质为45钢，其结构如图13所示。
图13 转子结构 图14 转子折断截面形状8.3 事故经过压缩机在运行过程中出现异常声响，用测振仪测试机体部分振动，显示振值高，达到μm 80。
停车后盘车，机体部分发出咯噔-咯噔的金属碰撞声音。
对压缩机解体，发现阴（阳）转子在图13所示的镶嵌截面处折断，未折断转子也在镶嵌截面处有明显裂纹或经着色探伤后发现有裂纹存在，阴转子同步齿轮防倒转齿断齿，阳转子同步齿轮与防倒转齿相啮合部位断齿。
8.4 前期处理过程转子折断事故发生后，该公司组织相关人员会同设备制造厂对转子折断原因进行了分析。
因为同步齿轮防倒转齿发生断齿，并且操作人员在之前的几次停车中发现转子有倒转情况，加之投产初期系统不稳定，开停车频繁，所以分析结果为：转子折断是因为倒转产生的。
对此，该公司对机组进出口管路进行了几次改造。
经过改造后，压缩机倒转的情况基本避免，但转子折断事故仍然继续发生，为此，该公司与生产厂进行了更深入的分析。
8.5 事故原因分析转子折断截面形状如图14所示，断口分为两个区域：光滑区和粗糙区。
光滑区是因为在裂纹扩展过程中，裂纹的两个侧面在交变载荷作用下，时而压紧，时而分开，多次反复而形成的；粗糙区呈颗粒状，是转子突然折断形成的。