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嘉峪檢測網(wǎng) 2021-04-02 14:01
基于板殼模型假設(shè),在兩個殼體的連接處由于邊緣效應(yīng)而產(chǎn)生的不連續(xù)應(yīng)力,也叫邊緣應(yīng)力。
不連續(xù)應(yīng)力是板殼力學(xué)中特有的概念,不連續(xù)應(yīng)力可以是薄膜應(yīng)力、也可以是彎曲應(yīng)力。
局部(最大)應(yīng)力
在彈性力學(xué)模型假設(shè)中結(jié)構(gòu)中最大的應(yīng)力,早期計算對簡單結(jié)構(gòu)有理論解,如厚壁圓筒的內(nèi)壁應(yīng)力,復(fù)雜結(jié)構(gòu)一般采用應(yīng)力集中系數(shù)Kt 的概念,Kt 顯然是附加在某個均勻分布應(yīng)力上的系數(shù)。
現(xiàn)在,大都采用有限元逼近解。
峰值應(yīng)力
在其他領(lǐng)域峰值應(yīng)力與局部最大應(yīng)力不做區(qū)分,如平板開孔的峰值應(yīng)力和局部最大應(yīng)力是同一個概念。但在壓力容器領(lǐng)域中,則特指結(jié)構(gòu)中與疲勞相關(guān)的局部最大應(yīng)力,峰值應(yīng)力的計算一般需要一個疲勞強度減弱系數(shù)Kf 的概念。顯然,Kf 是附加在一次、二次應(yīng)力之上的系數(shù)。
由于疲勞壽命不僅僅與局部最大應(yīng)力有關(guān),還與應(yīng)力分布等因素有關(guān),因此Kf <Kt,峰值應(yīng)力也就小于局部最大應(yīng)力。
因此,在大多數(shù)情況下,采用計算局部最大應(yīng)力來保守代替峰值應(yīng)力。
對于Kf<Kt 的一些解釋:
試驗現(xiàn)象:假設(shè)通過光滑試樣獲得材料疲勞極限為500MPa,但不是說一個結(jié)構(gòu)在應(yīng)力集中部位應(yīng)力幅超過500MPa就會發(fā)生疲勞失效,而是應(yīng)力集中部位在一定范圍(比如1-3mm)的應(yīng)力幅都超過疲勞極限后才會發(fā)生疲勞失效。
這個范圍與應(yīng)力分布有關(guān),也與材料的特性有關(guān)(缺口敏感性),在低周疲勞時,還與疲勞壽命本身有關(guān)(如EN13445的疲勞評定方法中的系數(shù)選取就會與壽命本身相關(guān))
還是假設(shè)光滑試樣獲得材料疲勞極限500MPa為例,對應(yīng)力集中系數(shù)kt=2的缺口試樣,如果施加250MPa的應(yīng)力幅,那會在應(yīng)力集中處產(chǎn)生500MPa的應(yīng)力幅。如前所述,這個結(jié)構(gòu)還不會發(fā)生疲勞失效,只有施加大于250MPa一定值(假設(shè)取280MPa),使得應(yīng)力集中處的應(yīng)力幅值大于500MPa,在一定范圍內(nèi)的應(yīng)力幅值均達到或超過500MPa時,缺口試樣才發(fā)生疲勞失效。
那么,Kf=500/280=1.78,Kf <Kt。
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