应力集中现象是指在机械结构中,由于几何形状突变(如孔洞、缺口、键槽、轴肩等)导致局部区域应力值显著增大的现象。这种几何形状的突变会在材料内部形成应力梯度,使得应力在局部区域迅速上升,远远超过周围均匀分布的应力水平。
具体来说,应力集中现象可能包括以下几种情况:
1. 孔洞应力集中:在材料上开孔时,孔的边缘附近会形成应力集中。
2. 缺口应力集中:在材料上制造缺口,如切槽、缺口、裂纹等,缺口处应力会急剧增加。
3. 轴肩应力集中:轴与轴套或其他零件连接时,轴肩处的应力会显著增大。
4. 键槽应力集中:在轴上加工键槽,键槽的根部和两侧都会出现应力集中。
应力集中是导致机械结构疲劳断裂的重要原因之一,因为它会在材料中形成裂纹源,从而降低结构的疲劳寿命。在设计机械结构时,应尽量避免或减小应力集中现象,以提高结构的可靠性和使用寿命。
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