典型局部应力讲解

WRC107，WRC297，EN13445在筒体上局部应力计算的比较: 1.力学模型和适用范围：WRC107：- 筒体上的实心圆柱体、矩形附件和方形附件受外加机械载荷- 球壳上的接管、实心圆柱体和方形附件受外加机械载荷- 筒体与圆柱体连接结构的适用直径比 d/D ≤ 0.5- 球壳与接管连接结构的适用直径比 d/D ≤0.375注：准确的说不是0.5而是0.496，见WRC107公报。

这个还有筒体直径和璧厚比值的限制：璧厚和球形封头中径的比值≤236；璧厚和筒体中径的比值≤230。

但不知道什么原因软件按中都用的是0.5，或者是我看标准不够认真看错了。

HG20583上球壳与接管连接结构的适用直径比 d/D ≤0.5，也应该是0.496而不是0.375见WRC107公报，或许我看错了WRC297：- 筒体上接管受到外加机械载荷- 接管与筒体的直径比 d/D ≤0.5EN13445中局部应力计算方法，其适用范围：球壳与接管连接结构: 0.001 ≤ de /R ≤ 0.1筒体与接管连接结构: 1) 0.001 ≤de /D ≤0.12.壳体上薄膜应力的比较：WRC107方法：薄壁管结构或接管壁厚与筒体壁厚相当时，膜应力计算结果偏小；仅当接管壁厚大于筒体壁厚时，计算结果才偏安全WRC297方法：不能得到确定的结论，但得到的膜应力或接近，或大于有限元方法的结果EN13445 方法：将有限元方法得到的膜应力除以1.5倍许用应力后与EN13445方法得到的载荷比相比，EN13445方法的结果其安全裕量总是大于有限元方法的结果3.壳体上表面应力：WRC107方法：薄壁管结构，该方法的计算结果偏小；当接管壁厚与筒体壁厚相当或接管壁厚大于筒体壁厚时： - 在弯矩作用下，计算结果偏安全。

- 在轴向力作用下，计算结果也偏小WRC297方法：该方法的计算结果在绝大多数情况下大于有限元方法的结果EN13445 方法：该方法的结果总是大于有限元方法的结果；在弯矩作用工况下，该方法与有限元方法的结果之比有可能大于2.0 4.管子上的膜应力WRC107方法：该方法没有给出管子上的应力WRC297方法：该方法的计算结果在绝大多数情况下小于有限元方法的结果EN13445 方法：该方法的结果实际上是接管在弯矩作用下一般部位上的轴向弯曲应力（在圆周上的任意点处，应力沿壁厚方向是均布的）：[4（Mx^2+My^2）^0.5]+Fz/πde该结果没有考虑结构不连续产生的边缘应力5.管子上的表面应力WRC107方法：该方法没有给出管子上的应力WRC297方法：除非接管壁厚比壳体壁厚大很多，该方法的计算结果在绝大多数情况下总是大于有限元方法的结果EN13445 方法：该方法没有给出（严格意义上的）管子上的表面应力结论：对于薄壁管结构，起控制作用的是接管上的表面应力。

构件应力知识点总结大全一、应力的定义应力是单位面积的内部分子间或分子与外力之间的相互作用力，通常表示为F/A，其中F 是力的大小，A是力作用的面积。

应力是衡量材料承受外部载荷的能力，是材料内部原子和分子间的相互作用，是导致应变的根本原因。

二、应力的分类1. 拉伸应力：指材料在拉伸载荷作用下的应力，通常表示为σ=F/A，其中F是施加的拉伸力，A是截面积。

2. 压缩应力：指材料在压缩载荷作用下的应力，通常表示为σ=F/A，其中F是施加的压缩力，A是截面积。

3. 剪切应力：指材料在受到剪切力作用下的应力，通常表示为τ=F/A，其中F是施加的剪切力，A是受力面积。

4. 弯曲应力：指材料在受弯曲载荷作用下的应力，通常表示为σ=Mc/I，其中M是弯矩，c 是截面离轴心的距离，I是截面的惯性矩。

三、构件的设计应力1. 构件在使用过程中会受到各种外部载荷的作用，包括静载荷、动载荷和温度载荷等，设计时需要考虑这些载荷对构件的影响。

2. 构件设计应力需要满足安全性、可靠性和经济性的要求，通常需要考虑极限状态和使用状态下的应力情况。

3. 构件设计应力还需要考虑疲劳寿命、屈服强度、断裂韧性等材料性能的影响，以保证构件在使用寿命内不发生疲劳破坏。

四、构件的应力分析方法1. 理论计算：包括静力计算、动力计算和温度应力计算等，可以通过数学模型和力学原理进行应力分析。

2. 数值模拟：包括有限元分析、计算流体动力学等，可以通过计算机模拟构件受力情况，得到应力分布和变形情况。

3. 实验测试：包括拉伸试验、压缩试验、弯曲试验等，可以通过实验手段直接测量构件的应力和应变情况。

五、构件的应力优化设计1. 材料选型：选择合适的材料可以提高构件的强度和刚度，减小应力集中和减轻构件的重量。

2. 结构设计：合理的结构设计可以改善构件受力的状态，减小应力集中和提高构件的承载能力。

3. 衬垫和支承：采用合适的衬垫和支承结构可以改善构件的应力分布，减小应力集中和延长构件的使用寿命。

局部应力分析
局部应力是指对固体中的极小体积内的应力，即在零点上及其周围极
小体积内，各向同性、四方均衡地分布的应力。

它是固体应力的基本概念，反映了固体及其组成单元（原子、分子或离子）的强度及稳定性等基本性质，在固体力学、固体物理、固体化学等学科中有着重要的意义。

局部应
力分析首先是对固体构成单元的内部间隙和受力位置进行计算，然后用计
算结果作为基准，通过分析、计算和比较来分析不同材料特性，这些特性
包括强度、硬度、耐磨性、抗拉强度等。

同时，也可以用局部应力分析来
检测材料变形、裂纹出现及其发展规律，从而确定材料寿命和使用寿命，
从而更好地控制材料的安全使用。

局部应力应变分析法1.局部应力应变分析法、名义应力疲劳设计法、疲劳可靠性设计法、损伤容限设计法2.磨损、腐蚀、断裂3.交变应力水平低、脆性断裂、损伤积累过程、断口在宏观和微观上有特征4.表面应力水平比内部高、表面晶体束缚少，易发生滑移、表面易发生环境介质腐蚀、表面的加工痕迹或划痕会降低零件疲劳强度5.材料在循环应力、应变作用下，某点或某些点发生局部永久性结构变形，在经过一定循环次数后产生裂纹或发生断裂的过程。

6.外加应力水平和标准试样疲劳寿命之间关系的曲线7.疲劳寿命无穷大时的中值疲劳强度8.在各级应力水平下的疲劳寿命分布曲线上可靠度相等的点连成曲线就能得到给定可靠度的一组SN曲线9.理论应力:局部应力与名义应力的比值Kt=6t/6n10.在应力集中和终加工相同的情况下，尺寸为d的零件的极限寿命与标准直径试样的极限寿命的比值11.史密斯图、海夫图、等寿命图（相同寿命时在不同应力下的疲劳极限间关系的线图）12.线性积累损伤理论：13.载荷随时间变化的历程应力随时间变化的历程14.零件的疲劳破损都是从应变集中部位最大局部应变处开始的裂纹萌生以前，一般都会产生塑性变形塑性变形是裂纹萌生和扩展的先决条件零件的疲劳强度和寿命由应变集中部位的最大局部应力应变决定15参数应力（名义应力）应变（局部应变）特征应力疲劳应变疲劳范围104-105-5*106 103-104-105寿命总寿命裂纹形成寿命曲线SN曲线古德曼曲线EN曲线，循环应力应变曲线变形弹性变形应力应变成正比塑性变形较大16真实应力17材料在循环载荷作用下的应力应变响应循环应力应变曲线18循环硬化：应力幅6a为常数，应变幅Ea随着循环次数增加而减少，最后趋于稳定循环软化：应变幅Ea为常数，应力幅6a随着循环次数增加而逐渐减少19.漫森四点：应变寿命曲线的弹性线上取2点，塑性线上取2点，通用斜率法20.雨流法：Y方向为时间，X方向为应力大小21.在循环加载作用下应力应变响应称为循环应力应变曲线在循环加载作用下应力应变轨迹线称为应力应变迟滞回线件加载拉伸到A卸载到O加载压缩到B加载拉伸到C（与A重合）形成的环线22.损伤容限设计：以断裂力学理论为基础以无损检测技术和断裂韧性与疲劳裂纹扩展速率的测定技术为手段以有初始缺陷的寿命估算为中心以断裂控制为保障确保零件在使用期内能够安全使用的一种疲劳计算方法23.应力强度因子：K是度量裂纹端部应力场强弱程度的一个参数24.断裂韧度：应力强度因子的临界值，发生脆断时的应力强度因子。

第6章局部应力应变分析法局部应力应变分析法是一种常用于研究材料力学行为的方法。

它通过对材料局部区域的应力应变分布进行分析，可以揭示材料的应力集中、强化、局部损伤等性质。

在材料力学行为中，通过施加外力，材料会产生应力和应变。

当外力作用在材料的其中一个局部区域时，这个局部区域会发生应力集中现象。

应力集中会导致局部应变的增大，进而可能引起材料的局部破坏。

因此，研究局部应力应变分布对于了解局部区域的强度和稳定性至关重要。

局部应力应变分析法首先需要确定所研究的局部区域。

可以通过实验和数值模拟等方法，对材料在不同应力条件下的局部区域进行观测和测量。

在实验中，可以利用光学、电子显微镜等仪器对材料进行观察；在数值模拟中，可以利用有限元分析等方法进行模拟计算。

在确定了局部区域后，局部应力应变分析法可以通过测量和计算的方法来分析局部区域的应力应变分布。

在实验中，可以使用应力计、应变计等仪器来测量应力和应变的大小；在数值模拟中，可以通过有限元分析等方法来计算应力和应变的数值。

通过对局部应力应变分布的分析，可以得到一些重要的结论。

首先，可以了解材料在局部区域的应力集中程度。

应力集中的程度越大，材料的强度和稳定性越低，可能会发生局部破坏。

其次，可以了解材料在局部区域的应力强化情况。

材料的局部区域在受力作用下，可能会发生应力强化，增加材料的强度和稳定性。

最后，可以了解材料在局部区域的局部损伤情况。

材料在受到外力作用时，可能会发生局部破坏，通过分析应力应变分布可以得到这些破坏的位置和形态。

总之，局部应力应变分析法是一种重要的研究材料力学行为的方法。

通过对材料局部区域的应力应变分布进行分析，可以揭示材料的应力集中、强化、局部损伤等性质。

这些研究结果对于材料的设计和应用具有重要的指导意义。

典型应力应变曲线各线段所表征的含义典型应力应变曲线是描述材料在受力过程中应力和应变关系的一种图形表示。

它可以揭示材料在不同受力阶段的行为特征，从而帮助工程师和科研人员了解材料的力学性能以及材料的破坏机制。

典型应力应变曲线可以分为五个主要的线段：弹性段、屈服段、硬化段、颈缩段和断裂段。

以下将对每个线段进行详细的解释。

1.弹性段：典型应力应变曲线的起始部分称为弹性段，它代表了材料在小应力范围内的弹性变形。

在这个阶段，应力与应变成正比，即满足胡克定律。

当受力停止时，材料会恢复到最初的形状，没有永久变形。

在弹性段，材料的应力应变曲线呈直线，斜率称为弹性模量，表示了材料的刚度。

2.屈服段：当材料受到持续的外力作用时，应力应变曲线会突然发生斜率的改变，进入屈服段。

在屈服段，材料开始发生塑性变形，由于材料内部的晶体滑移和位错运动等微观机制，导致材料的应力并不与应变成正比。

材料的屈服点应力称为屈服强度，它是材料开始塑性变形的标志。

屈服点之前的部分称为弹性极限，表示了材料在弹性阶段内能达到的最大应力值。

3.硬化段：在屈服强度之后，材料会逐渐加工硬化，进入硬化段。

在这个阶段，材料的应力随着应变的增加而增加。

硬化的机制包括晶体内的位错堆积、动晶界滑移和晶粒细化等。

硬化段的斜率比弹性段大，表示了材料的塑性变形能力的下降。

4.颈缩段：在材料经历硬化段后，应力应变曲线会出现颈缩现象，进入颈缩段。

在颈缩段中，材料的剩余截面积减小，导致应力集中于颈缩区域。

此时，材料开始发生局部变形，表现出明显的塑性变形。

颈缩段的斜率趋近于0，表示了材料的形变速度减慢。

5.断裂段：当颈缩区域的应力集中达到一定程度时，材料会发生断裂，进入断裂段。

在断裂段中，应力急剧下降，材料失去了耐力，导致材料的破坏。

断裂段的程度取决于材料的韧性，韧性越高，断裂段越长，反之亦然。

典型应力应变曲线的不同线段表征了材料在不同受力阶段的行为特征。

弹性段表明了材料的刚度和弹性变形能力，屈服段标志了材料开始塑性变形的点，硬化段和颈缩段揭示了材料的塑性变形过程以及塑性变形能力的下降，而断裂段则表征了材料的破坏特性。

一点处的应力状态应力是物体内部的分子间相互作用力，是物体内部的一种力学性质。

在物体内部的每一点都存在着应力，不同位置的应力状态会随着外界力的作用而发生变化。

本文将以一点处的应力状态为标题，探讨应力的概念与分类，旨在对读者提供对应力的更深入的了解。

一、应力的概念应力是物体内部的分子间相互作用力，揭示了物体内部各部分之间的相互作用关系。

应力是一个矢量，通常用希腊字母σ表示，单位是帕斯卡（Pa）。

在物体内部的每个点处，都存在着不同方向和大小的应力。

二、应力的分类根据作用力的方向和作用面的不同，可以将应力分为三类：正应力、剪应力和体积应力。

1. 正应力正应力是与物体表面垂直的应力，分为拉应力和压应力。

拉应力是物体表面上的单元面积上的拉力与该单元面积的比值，压应力则是物体表面上的单元面积上的压力与该单元面积的比值。

2. 剪应力剪应力是与物体表面平行的应力，是物体内部各部分相对于彼此的相对移动所产生的内部作用力。

剪应力是切线方向的应力，是物体内部各部分相对位移所引起的内部摩擦力。

3. 体积应力体积应力是物体内部的各部分之间的相互作用力，是物体内部各部分由于受到外界压力而产生的内应力。

体积应力是一种力的均匀分布状态，作用于物体的各个方向。

三、应力的影响与应用应力的大小和方向会直接影响物体的力学性质和变形行为。

根据材料的不同，应力会引起物体的弹性变形、塑性变形或破坏。

应力还广泛应用于工程领域，如材料的强度计算、结构设计以及材料的改性等。

结语应力是物体内部的一种力学性质，分为正应力、剪应力和体积应力。

正应力是与物体表面垂直的应力，剪应力是与物体表面平行的应力，体积应力则是物体内部各部分之间的相互作用力。

应力的大小和方向会直接影响物体的力学性质和变形行为，对材料的强度计算和工程设计具有重要意义。

通过对应力的概念和分类的探讨，希望读者能对应力有更深入的了解。