缺口效應(yīng)和金屬的缺口敏感度
實際生產(chǎn)中,絕大多數(shù)機件都不是截面均勻無變化的光滑體,而是存在著截面突變的,如:鍵槽、臺階、油孔等。截面突變又叫做缺口,因此,絕大多數(shù)機件都是缺口體。
缺口效應(yīng)主要體現(xiàn)在:
1、 缺口效應(yīng)引起應(yīng)力集中和多軸應(yīng)力狀態(tài)。
應(yīng)力分布不均勻并出現(xiàn)zui大值的現(xiàn)象稱之為應(yīng)力集中,這是缺口的*效應(yīng)。缺口截面上的zui大軸向應(yīng)力Smax 和該截面上的平均應(yīng)力之比稱之為理論應(yīng)力集中系數(shù)Kt . Kt 越大,缺口試樣的應(yīng)力集中越嚴重。在彈性范圍內(nèi),Kt值決定于缺口的幾何形狀與尺寸。
缺口處出現(xiàn)多軸應(yīng)力狀態(tài)(缺口的第二作用)和存在應(yīng)力集中(*作用)現(xiàn)象后,要使試樣發(fā)生屈服,就需要更大的單軸應(yīng)力,一般在平面應(yīng)變下,這個值可接近光滑試樣屈服強度的3倍。
通常將缺口試樣的屈服強度和同一材料光滑試樣的屈服強度之比定義為約束系數(shù)(或程塑形抑制系數(shù)Q)。
2、缺口引起應(yīng)變集中和缺口處局部應(yīng)變速率增大,缺口的第三個作用是在彈塑形狀態(tài)下引起應(yīng)變集中。
應(yīng)變集中的后果是導致裂紋的產(chǎn)生。缺口的第四個作用是在缺口處出現(xiàn)局部應(yīng)變速率的增大。隨應(yīng)變速率的增加,抗拉強度增加,且兩者的關(guān)系隨溫度的增加而增加。