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影响应力集中与断裂失效的因素
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零件或构件在加工以及材料在冶炼过程中不可避免地会产生一些缺陷，就会在在特定部位产生应力集中现象。当应力集中区的应力大于材料的强度极限时，就会导致机械构件首先在应力集中部位或附近发生断裂失效。 （1）材料力学性能的影响通常，材料硬度越高，脆性越大，塑性和韧性越低，应力集中作用越强烈，其裂纹扩展速率也越大。 （2）零件几何形状的影响许多零件由于结构上的需要或设计上的不合理，在结构上有尖锐的凸边、沟槽或缺口等，在加工或使用过程中，将在这些尖锐部位产生很大的应力集中而导致开裂，见图所示。 （3）零件应力状态的影响当材料质量合格、几何形状合理的情况下，裂纹起源的部位主要受零件应力状态的影响，此时，裂纹将在最大应力处形成。例如，在单向弯曲疲劳时，疲劳裂纹一般起源于受力一边的应力最大处；在双向弯曲疲劳时，疲劳裂纹一般起源于受力两边的应力最大处；在齿轮齿面上的裂纹，一般起源于节圆附近；具有台阶的轴，承受扭转、弯曲、切应力的联合作用时，裂纹一般起源于最大（危险）截面的台阶过渡处。在这些部位，应尽量避免人为的应力集中，如表面的加工缺陷、沟槽、台阶过渡处的不光滑等。 （4）加工缺陷的影响由于零部件加工精度要求不高，或者没有按照图样要求加工，致使零件的实际应力集中系数比计算值高出许多，从而使实际应力加大，导致开裂失效。由于加工刀痕等加工缺陷存在，在零件以后的服役过程中，由刀痕引起的应力集中也往往导致裂纹的产生。 对于焊接或铸造缺陷，如焊接接头的咬边、铸件的错缝等，也易引起应力集中，从而导致使用中的开裂。 （5）装配、检验产生缺陷的影响 设备和构件在安装过程中，如果不严格执行操作规范，就会产生不应有的安装缺陷，如构件表面的划伤、锤击坑等。 在设备和构件的检验、维修中，也会造成应力集中，从而导致开裂。  637477761098051197_1.png |
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