局部应力

更新时间:2023-05-04 15:57

局部应力,指结构部件承受压力和受载后在局部应力增高区域内考察点的总压力。局部应力会影响结构部件的强度和安全,但其影响程度还与其它因素有关。

对低碳钢等塑性较好的材料,当承受稳定压力或重复次数很少的载荷时,锅炉、压力容器结构部件的局部应力对安全影响甚小。因为高应力部位材料发生屈服时,应力向附近的材料纤维中转移,局部的变形不协调及高应力得以缓解,只要结构大面积上的应力仍处于弹性状态,局部应力过高就不会直接导致结构破坏。

脆性材料或因温度过低、结构尺寸过大等因素处于脆性状态的材料,局部应力是影响结构强度与安全的基本因素。过高的局部应力常导致结构上的裂纹等缺陷,而结构破坏常常是过高的局部应力与缺陷共同存在的结果。

当结构部件承受交变载荷时,过高的交变局部应力是产生疲劳微裂纹并使其扩展的基本原因。很多结构常有圆筒接管边缘、管板及温度交变部位产生疲劳开裂的例子。

简言之,局部应力是导致结构脆性破裂和疲劳破裂的重要因素。当结构接触腐蚀性介质时,局部应力也是腐蚀破裂的因素之一。

局部应力也称应力集中,局部应力的大小常以应力集中系数表示。应力集中系数指局部最大应力与结构平均应力的比值。对于承受内压的薄壁圆筒体常以局部最大应力与周向薄膜应力之比作为应力集中系数。

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