缺口效應(yīng)和金屬的缺口敏感度
實(shí)際生產(chǎn)中,絕大多數(shù)機(jī)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(jī)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(yán)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(gè)值可接近光滑試樣屈服強(qiáng)度的3倍。
通常將缺口試樣的屈服強(qiáng)度和同一材料光滑試樣的屈服強(qiáng)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(gè)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(dǎo)致裂紋的產(chǎn)生。缺口的第四個(gè)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(qiáng)度增加,且兩者的關(guān)系隨溫度的增加而增加。