轴肩圆角拉弯时应力集中系数的最新研究结果

过去出版物中弹性应力集中系数在受弯状态低估了21％，受拉状态低估了40％．对轴肩圆角应力集中系数所列的图表是根据对其它类似几何形状的分析结果提供的近似值。经过对含各种尺寸的轴肩圆角模型进行拉弯状态下详细的有限元分析，在三方面得出有用结论：直修正弹性应力集中系数；2修正冯·密歇斯等效应力集中系数；3圆角处最大应力位置。最新结果以人们熟悉的图形形式表示．而由曲线回归出的经验公式适用于设计中的数字计算。     

带缺口空心圆轴弯曲局部应力的计算

本文根据球形截面假设，探讨了一种计算带环形凹槽空心圆轴弯曲局部应力的简单方法、文中详细讨论了槽宽系数（p／a）、槽深系数（t／a）和圆轴内外半径比（1／a）对弯曲应力集中系数的影响，导出了理想弹塑性局部应力的表达式．     

螺栓杆应力集中系数的研究

螺栓球节点栓杆上的应力集中是导致栓杆发生疲劳破坏的主要原因。该文通过理论推导及数值分析的方法研究了螺栓杆的应力集中系数。在忽略螺纹升角的情况下,根据变形协调条件研究了螺栓杆的轴力梯度变化,采用数值计算确定常用螺栓球的螺纹位移系数及螺纹力计算公式。采用局部建模,通过迭代计算的方法确定螺栓杆应力集中系数。与完整模型的计算结果比较表明该方法的计算结果具有较高的精度,且计算效率高。     

承受平衡轴力的空间KK管节点应力集中系数研究

采用有限元法分析了空间KK型管节点在承受平衡轴力作用下的应力集中系数。在有限元分析中,首先采用分区网格法产生KK节点的有限元网格,这种方法可以针对不同应力梯度的区域形成不同质量和精度的网格。然后在分区网格法的基础上,采用ABAQUS(2000)通用软件分析计算了KK型管节点在平衡轴力作用下的应力集中系数的大小和分布。最后,通过对30个KK节点模型的有限元分析,研究了KK节点几何参数对其应力集中系数大小以及分布情况的影响。     

J53—160B冲床主螺旋杆断裂分析

对断裂主螺旋杆进行了硬度测定，金相检验和设计分析，发现其断裂的主要原因是因图纸设计不当，轴肩倒角半经过小，引起应力集中而产生裂纹源，同时因淬火冷却速度不足，产生铁素体与屈氏体软点，使材料的强度与疲劳极限下降，从而导致主螺旋杆过早地断裂。     

具有圆角的空心圆轴拉伸时的局部应力计算

根据锥形截面假设 ,探讨了一种计算具有圆角的空心圆轴拉伸时局部应力的方法 .文中详细讨论了圆角的半径、圆轴的半径和圆角的深度系数对应力集中的影响 ,并推导出圆轴内、外半径和弹塑性交界面与弹塑性局部应力的关系     

橡胶颗粒填充高聚物增韧现象及机理研究

用有限元法在轴攻平面应力模型下分别计算了橡胶（软相）－基体界面附近的应力分布。计算表明在软相粒子的赤道附近存在应力集中。可预测在赤道附近将引发角纹,这和前人的实验结果定性听合。计算还表明粒子浓度对应力集中系数有较大影响。,作为对比,对硬粒子填充的情形也作了相应的计算。     

基于拉弯比的焊缝名义应力的提取

为了获得任意拉弯组合载荷下焊缝的名义应力,利用纯弯和纯拉压载荷下的应力集中系数,引入拉弯组合名义应力换算系数,将基于纯拉压名义应力的焊缝疲劳性能数据,转换为疲劳损伤一致的、基于拉弯组合名义应力的焊缝疲劳性能数据．为了消除有限元建模导致的计算误差,引入单元尺寸影响因子,将拉弯组合的计算应力转换为拉弯组合的名义应力．通过上面2个转换,引入拉弯组合计算名义应力换算系数,将有限元中的拉弯组合计算应力转换为基于拉压载荷疲劳试验的名义应力,从而在具体的焊缝结构疲劳强度评估时可以直接使用拉压载荷下的疲劳试验数据．计算结果表明：拉弯组合计算名义应力换算系数与拉弯比、拉弯应力集中因子比和有限元模型中拉弯单元尺寸影响因子有关．通过选择合适的单元尺寸,使得拉压单元尺寸影响因子等于拉弯应力集中因子比,且弯曲单元尺寸影响因子等于1,可使得拉弯组合计算名义应力换算系数恒等于拉压单元尺寸影响因子,而与拉弯比无关．     

单侧有U形槽弯曲平板应力集中的研究

本文根据折线形截面假设，计算了单侧有U形槽的弯曲平板的应力集中和极限载荷问题．文中分析了槽宽系放和槽深系数对局部应力的影响，导出了弹塑性局部应力的表达式及极限载荷和弹塑性交界面的关系．     

开孔薄板弹性波散射与动应力集中

本文采用边界无法对开孔无限大薄板弹性波的散射与动应力集中问题进行理论分析和数值计算。基于动力学功的互等定理建立了薄板弯曲波动问题的边界积分方程,应用Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａ软件首次推导了各影响系数的计算公式．最后,给出了圆孔附近的动应力集中系数的数值结果。     

变速箱第二轴断裂原因分析

变速箱第二轴在总装时发生批量断裂，断裂部位均在轴端螺纹收尾根部。采用化学成分分析、金相检验以及断口宏、微观分析等方法，对该轴的断裂原因进行分析。结果表明，该零件在热处理过程中，因超音频回火工艺控制不当，以及机加工缺陷引起的应力集中是导致断裂的主要原因。提出了改进措施。     

Stress and strain concentration factors for tension bars of circular cross-section with semicircular groove

In this paper, the elastic stresses and strains in the circular cross-section bars with semicircular groove subjected to uniaxial tension are systematically examined using the finite element method. It is shown that the stress and strain concentration factors are different even if the material is in the elastic state. Poisson’s ratio can have a significant effect on the strain concentration factor. The relation of stress and strain concentration factors is also obtained for stress concentration region in cylindrical coordinates. This relation depends on Poisson’s ratio, the radial stress factor and the triaxial stress constraint factor.     

Stress concentration of a cylindrical bar with a V-shaped circumferential groove under torsion, tension or bending

The stress concentration of a cylindrical bar with a V-shaped circumferential groove is analyzed by the body force method. The stress field due to a ring force in an infinite body is used to solve this problem. The solution is obtained by superposing the stress fields of ring forces in order to satisfy the given boundary conditions. The present results for semi-circular notches are in close agreement with Hasegawa's results. As a result of the systematic calculation of a 60° V-shaped notch, it is found that the stress concentration factors obtained by Neuber's trigonometric rule used currently have non-conservative errors of about 10% for a wide range of notch depths. The stress concentration factors are illustrated in charts so they can be used easily in design or research.     

基于磁记忆方法的抽油杆裂纹扩展监测

基于拉-拉疲劳实验,利用磁记忆检测仪监测了抽油杆试件疲劳裂纹扩展的整个过程,提取了表征应力集中程度的磁信号合成梯度极限状态系数指标;并结合有限元方法计算了裂纹尖端的断裂力学参量,得到不同裂纹长度所对应的应力强度因子。结果表明:基于实验数据和仿真结果所建立的磁记忆信号特征指标与应力强度因子之间具有很好的一致性,可以有效反映疲劳裂纹的扩展过程以及累积损伤,为再制造前的毛坯筛选提供理论依据。     

材料性质对纤维增强复合材料动力学特性的影响

基于弹性动力学理论,对纤维增强复合材料结构中弹性波散射及动应力集中问题进行了分析研究。将非均匀界层区处理为具有相同厚度的多层弹性介质。给出了结构各区域弹性波分析解的表达式。根据位移与应力在界面处的连续条件,确定了弹性波模式系数。给出了界面处动应力集中系数的表达式。作为算例,计算了两种纤维增强复合材料结构中各界面动应力集中系数的数值结果,并分析了界层材料性质以及结构尺寸对各界面动应力集中系数的影响。     

压气机叶轮孔边动应力集中现象的研究

本文对某压气机叶轮内均压孔的孔边动应力分布进行了试验研究。试验分别采用正弦激励模态共振法和锤击激励传递函数测量法。两种试验方法得出的应力集中系数基本一致．所得数据对压气机叶轮裂纹故障的诊断及对策有重要价值，试验方法和数据对一般结构的应力集中问题有通用的参考意义。     

双轴载荷下复合材料十字型试样几何形状对中心测试区系数的影响

基于双轴拉伸载荷下复合材料十字型试样的设计特点,对比分析了不同几何形状的十字型试样在不同厚度比和载荷比条件下中心测试区应力集中系数和承力系数的变化规律,并开展了不同载荷比的双轴拉伸实验进行验证。研究表明:十字型试样中心测试区系数与载荷大小无关,与试样几何形状、厚度比及载荷比有关;等宽加载臂宽度越小、厚度比越大,应力集中系数越小,载荷比不同,应力集中系数也不同;一般而言,中心测试区承力系数随厚度比增加而增大,x向承力系数βx随载荷比增加呈非线性增大,y向承力系数βy随载荷比增加呈线性减小;在双轴拉伸载荷条件下,形状D十字型试样在载荷比f=4/1时中心测试区y向应力分量为负值,表现为压应力状态。     

Statistical analysis of failure of unidirectionally fibre-reinforced composites with local load-sharing

A shear-lag model is presented in this paper for analysis of stress concentration of fibres adjacent to a crack in unidirectionally fibre-reinforced composites. The analytic expressions of stress concentration factors of fibres adjacent to the tip of a crack with r broken fibres are obtained by using this model. The maximum stress concentration factors of the fibre at the tip of the crack are calculated, and the numerical results show little difference with Hedgepeth's [1]. In addition, the concept of the effective stress concentration factor is used since shear-lag analysis overestimates stress concentration of fibres [2], and the affected length of a crack-tip fibre is defined by value of the stress concentration factor. The affected length has clear physical meaning and increases gradually with extension of the crack, which is in accord with the actual case. Finally, based on the previous investigation, statistical analysis of strength of unidirectionally fibre-reinforced composites is done by applying the method of the critical crack core model [3, 4]. The numerical results are close to the experimental results, and those obtained by using the effective stress concentration factors approach the experimental results most closely.     

马氏体不锈钢的微观组织各向异性对微区应力和氢分布的影响

利用电子背散射衍射(EBSD)实验分析了马氏体组织的微区弹性刚度分布,并在此基础上建立应力-氢交互作用的耦合有限元模型,研究马氏体组织的各向异性对微区应力和氢分布的影响。结果表明:相邻Block板条束之间的取向差互成60°,在同一受力方向上不同Block板条束具有不同的弹性刚度,从而引发组织间的微区应力和氢呈不均匀分布,Block板条束是表征微区应力的组织单元。Block板条束弹性刚度梯度和组织尺寸决定了组织间的应力集中,而应力集中又影响了氢的分布。弹性刚度梯度高和板条束尺寸大的Block组织单元应力集中较为严重,并富集高浓度的氢,最终引发氢致开裂。上述模拟结果与氢脆断口的微观断裂形貌和氢脆裂纹的EBSD分析结果相符。